As trampas de vapor mecánicas funcionan tendo en conta a diferenza de densidade entre o vapor e o condensado. Pasan a través de grandes volumes de condensado continuamente e son axeitadas para unha ampla gama de aplicacións de proceso. Os tipos inclúen trampas de vapor de flotador e de cubeta invertida.

Trampas de vapor de flotador de bóla (trampas de vapor mecánicas)

As trampas de flotador 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 cunha válvula de aire), o condensado que chega á trampa fai que o flotador suba, levantando a válvula do seu asento e provocando a deflación.

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

A ventilación automática emprega un conxunto de vexiga de presión equilibrada similar 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 se acumula aire ou outros gases non condensables durante o funcionamento convencional e se abren ao baixar a temperatura da mestura de aire/vapor.

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

No pasado, se había golpes de ariete no sistema, a ventilación do regulador presentaba certo grao de debilidade. Se o golpe de ariete é forte, mesmo a bóla pode romperse. Non obstante, nos sifones de flotador modernos, a ventilación pode ser unha cápsula compacta e moi resistente, totalmente de aceiro inoxidable, e as técnicas de soldadura modernas que se empregan na bóla fan que todo o flotador sexa moi resistente e fiable en situacións de golpes de ariete.

Nalgúns aspectos, a trampa termostática de flotador é o máis parecido a unha trampa de vapor perfecta. Independentemente de como cambie a presión do vapor, descargarase o antes posible despois de que se produza o condensado.

Vantaxes das trampas de vapor termostáticas de flotador

O sifón descarga continuamente condensado á temperatura do vapor. Isto convérteo na opción ideal para aplicacións onde a taxa de transferencia de calor da superficie quentada proporcionada é alta.

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

Sempre que estea instalado un respiradoiro automático, o sifón é libre de ventilar o aire.

Para o seu tamaño, é unha capacidade desproporcionada.

A versión cunha válvula de liberación de bloqueo de vapor é o único sifón totalmente axeitado para calquera bloqueo de vapor resistente aos golpes de ariete.

Desvantaxes das trampas de vapor termostáticas de flotador

Aínda que non son tan susceptibles como as trampas de balde invertido, as trampas de flotador poden danarse por cambios de fase violentos e, se se van instalar nun lugar exposto, o corpo principal debería atrasarse e/ou complementarse cun pequeno sifón de drenaxe de axuste secundario.

Como todas as trampas mecánicas, requírese unha estrutura interna completamente diferente para funcionar 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 maior da esperada, pecharase e non deixará pasar o condensado.

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

(i) O barril afúndese, tirando da válvula do seu asento. O condensado flúe por debaixo do fondo do balde, éncheo e drena pola saída.

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

(iii) O sifón permanece pechado ata que o vapor do balde se condensa ou borbulla a través do orificio de ventilación ata a parte superior do corpo do sifón. ​​Despois afúndese, sacando a maior parte da válvula do seu asento. O condensado acumulado drénase e o ciclo é continuo.

En (ii), o aire que chega ao sifón no arranque proporcionará flotabilidade á cubeta e pechará a válvula. A ventilación da cubeta é importante para permitir que o aire escape á parte superior do sifón para a súa eventual descarga a través da maioría dos asentos da válvula. Con orificios pequenos e diferenzas de presión pequenas, os sifóns son relativamente lentos á hora de ventilar o aire. Ao mesmo tempo, debe pasar a través (e, polo tanto, desperdiciar) unha certa cantidade de vapor para que o sifón funcione despois de que se elimine o aire. As ventilacións paralelas instaladas fóra do sifón reducen o tempo de arranque.

Vantaxes deTrampas de vapor de balde invertido

O purgador de vapor de cubeta invertida foi creado para resistir alta presión.

Algo así como un cebo de vapor termostático flotante, é moi tolerante ás condicións de golpe de ariete.

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

O modo de fallo ás veces é 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.

Debería haber auga dabondo no corpo da trampa para que actúe como un selo arredor do bordo do balde. Se a trampa perde o seu selo de auga, o vapor desperdiciase a través da válvula de saída. Isto pode ocorrer a miúdo en aplicacións onde hai unha caída repentina da presión do vapor, o que fai que parte do condensado no corpo da trampa se "converte" en vapor. O barril perde flotabilidade e afúndese, permitindo que pase vapor fresco a través dos orificios de drenaxe. Só cando chega suficiente condensado á trampa de vapor pódese selar de novo con auga para evitar o desperdicio de vapor.

Se se emprega un sifón de cubo invertido nunha aplicación onde se prevexan flutuacións de presión na planta, débese instalar unha válvula de retención na liña de entrada antes do sifón. ​​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 provocar que un purgador de cubeta invertida perda a súa estanqueidade. Nestes casos, débese considerar esencial unha válvula de retención que preceda o purgador. Moi poucos purgadores de cubeta invertida fabrícanse cunha "válvula de retención" integrada de serie.

Se unha trampa de balde invertido se deixa exposta preto de temperaturas baixo cero, pode danarse por un cambio de fase. Do mesmo xeito que cos diferentes tipos de trampas mecánicas, un illamento axeitado superará esta deficiencia se as condicións non son demasiado duras. Se as condicións ambientais esperadas están moi por debaixo de cero, hai moitas trampas potentes que se deben considerar coidadosamente para facer o traballo. No caso dunha drenaxe principal, unha trampa termodinámica sería a opción principal.

Do mesmo xeito que a trampa de flotador, a abertura da trampa de balde invertido está deseñada para acomodar a diferenza de presión máxima. Se a trampa está sometida a unha presión diferencial maior da esperada, pecharase e non deixará pasar o condensado. Dispoñible nunha gama de tamaños de orificio para cubrir unha ampla gama de presións.