Steam Trap แบบกลไก
กับดักไอน้ำแบบกลไกพึ่งพาความแตกต่างของความหนาแน่นระหว่างไอน้ำและน้ำควบแน่นในการทำงาน สามารถระบายน้ำควบแน่นปริมาณมากได้อย่างต่อเนื่องและเหมาะสมกับการใช้งานในกระบวนการหลากหลายประเภท ประเภทรวมถึงกับดักบอลลอยและกับดักถังกลับหัว บทเรียนนี้พิจารณาการทำงานและประโยชน์ของทั้งสองประเภท
Steam Trap แบบบอลลอย
กับดักบอลลอย
กับดักแบบบอลลอยทำงานโดยตรวจจับความแตกต่างของความหนาแน่นระหว่างไอน้ำและน้ำควบแน่น ในกรณีของกับดักที่แสดงในรูปที่ 11.3.1 น้ำควบแน่นที่มาถึงกับดักจะทำให้บอลลอยยกขึ้น ยกวาล์วออกจากที่นั่งและปล่อยน้ำควบแน่น จะเห็นได้ว่าวาล์วจมอยู่ใต้น้ำตลอดเวลา ทั้งไอน้ำและอากาศไม่สามารถผ่านได้ ดังนั้นกับดักยุคแรกประเภทนี้จึงระบายอากาศโดยใช้ก๊อกที่เปิดด้วยมือที่ด้านบนของตัว กับดักรุ่นใหม่ใช้ช่องระบายอากาศเทอร์โมสแตติก ดังแสดงในรูปที่ 11.3.2 ซึ่งปล่อยให้อาศาจเริ่มต้นผ่านได้ในขณะที่กับดักกำลังจัดการน้ำควบแน่นด้วย
ช่องระบายอากาศอัตโนมัติใช้แคปซูลแรงดันสมดุลแบบเดียวกับกับดักไอน้ำเทอร์โมสแตติก และตั้งอยู่ในพื้นที่ไอน้ำเหนือระดับน้ำควบแน่น หลังจากปล่อยอากาศเริ่มต้นแล้ว จะปิดจนกว่าอากาศหรือก๊าซที่ไม่ควบแน่นอื่นๆ สะสมในระหว่างการทำงานปกติและทำให้เปิดโดยการลดอุณหภูมิของส่วนผสมอากาศ/ไอน้ำ ช่องระบายอากาศเทอร์โมสแตติกให้ประโยชน์เพิ่มเติมในการเพิ่มความสามารถในการรองรับน้ำควบแน่นอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเริ่มต้นเดินเครื่องเย็น
ในอดีต ช่องระบายอากาศเทอร์โมสแตติกเป็นจุดอ่อนหากมีแรงกระแทกน้ำในระบบ แม้แต่บอลก็อาจเสียหายหากแรงกระแทกน้ำรุนแรง อย่างไรก็ตาม ในกับดักรุ่นใหม่ ช่องระบายอากาศเป็นแคปซูลสแตนเลสทั้งตัวที่กะทัดรัดและแข็งแรงมาก และเทคนิคการเชื่อมที่ทันสมัยที่ใช้กับบอลทำให้กับดักบอลลอย-เทอร์โมสแตติกทั้งชุดแข็งแรงและน่าเชื่อถือมากในสถานการณ์แรงกระแทกน้ำ
ในหลายด้าน กับดักแบบลอยตัว-เทอร์โมสแตติกใกล้เคียงกับกับดักไอน้ำในอุดมคติมากที่สุด จะระบายน้ำควบแน่นทันทีที่เกิดขึ้น โดยไม่ขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงแรงดันไอน้ำ ข้อดีของกับดักแบบลอยตัว-เทอร์โมสแตติก
- กับดักระบายน้ำควบแน่นต่อเนื่องที่อุณหภูมิไอน้ำ ทำให้เป็นตัวเลือกแรกสำหรับการใช้งานที่อัตราการถ่ายเทความร้อนสูงเมื่อเทียบกับพื้นที่ผิวความร้อนที่มี
- สามารถจัดการโหลดน้ำควบแน่นหนักหรือเบาได้ดีเท่าเทียมกัน และไม่ได้รับผลกระทบจากความผันผวนของแรงดันหรืออัตราการไหลอย่างกว้างและฉับพลัน
- ตราบใดที่มีช่องระบายอากาศอัตโนมัติ กับดักสามารถระบายน้ำได้อย่างอิสระ
- มีความจุมากเมื่อเทียบกับขนาด
- รุ่นที่มีวาล์วปลดล็อกไอน้ำเป็นประเภทเดียวที่เหมาะสมอย่างยิ่งสำหรับใช้ในสถานการณ์ที่อาจเกิดการล็อกไอน้ำ
- ทนทานต่อแรงกระแทกน้ำ ข้อเสียของกับดักแบบลอยตัว-เทอร์โมสแตติก
- แม้จะอ่อนแอน้อยกว่ากับดักถังกลับหัว กับดักแบบลอยตัวอาจเสียหายจากการแข็งตัวรุนแรง และตัวกับดักควรหุ้มฉนวนอย่างดี และ/หรือเสริมด้วยกับดักระบายเทอร์โมสแตติกขนาดเล็ก หากติดตั้งในตำแหน่งที่เปิดโล่ง
- เช่นเดียวกับกับดักแบบกลไกทุกประเภท ต้องใช้ชิ้นส่วนภายในต่างกันเพื่อให้ทำงานได้ในช่วงแรงดันที่แตกต่าง กับดักที่ออกแบบมาสำหรับแรงดันแตกต่างสูงกว่าจะมีรูเล็กกว่าเพื่อปรับสมดุลแรงลอยของบอล หากกับดักถูกใช้กับแรงดันแตกต่างสูงกว่าที่ออกแบบไว้ จะปิดและไม่ปล่อยน้ำควบแน่น
Steam Trap แบบถังกลับหัว
กับดักถังกลับหัว
กับดักไอน้ำถังกลับหัวแสดงในรูปที่ 11.3.3 ตามชื่อ กลไกประกอบด้วยถังกลับหัวที่เชื่อมต่อด้วยคันโยกกับวาล์ว ส่วนสำคัญของกับดักคือรูระบายอากาศเล็กๆ ที่ด้านบนของถัง รูปที่ 11.3.3 แสดงวิธีการทำงาน ใน (i) ถังห้อยลง ดึงวาล์วออกจากที่นั่ง น้ำควบแน่นไหลใต้ก้นถังเติมตัวกับดักและไหลออกไปทางช่องออก ใน (ii) การมาถึงของไอน้ำทำให้ถังลอยตัว จากนั้นยกขึ้นและปิดช่องออก ใน (iii) กับดักยังคงปิดจนกว่าไอน้ำในถังจะควบแน่นหรือเป็นฟองผ่านรูระบายอากาศไปด้านบนของตัวกับดัก จากนั้นจะจมลง ดึงวาล์วหลักออกจากที่นั่ง น้ำควบแน่นที่สะสมถูกปล่อยออกและรอบการทำงานซ้ำ
ใน (ii) อากาศที่มาถึงกับดักเมื่อเริ่มต้นเดินเครื่องก็จะทำให้ถังลอยตัวและปิดวาล์วเช่นกัน รูระบายอากาศของถังมีความจำเป็นเพื่อให้อากาศหนีขึ้นไปด้านบนของกับดักเพื่อระบายออกผ่านที่นั่งวาล์วหลักในที่สุด รูและแรงดันแตกต่างมีขนาดเล็ก ดังนั้นกับดักจึงระบายอากาศได้ค่อนข้างช้า ในขณะเดียวกันต้องปล่อย (และดังนั้นจึงสูญเสีย) ไอน้ำจำนวนหนึ่งเพื่อให้กับดักทำงานเมื่ออากาศหมดแล้ว ช่องระบายอากาศแบบขนานที่ติดตั้งภายนอกกับดักจะลดเวลาเริ่มต้นเดินเครื่อง
ข้อดีของกับดักไอน้ำถังกลับหัว
- กับดักไอน้ำถังกลับหัวสามารถผลิตให้ทนแรงดันสูงได้
- เช่นเดียวกับกับดักแบบลอยตัว-เทอร์โมสแตติก มีความทนทานดีต่อสภาวะแรงกระแทกน้ำ
- สามารถใช้กับท่อไอน้ำร้อนยวดยิ่งได้โดยเพิ่มวาล์วตรวจสอบที่ทางเข้า
- โหมดความล้มเหลวมักเป็นแบบเปิด จึงปลอดภัยกว่าสำหรับการใช้งานที่ต้องการคุณสมบัตินี้ เช่น การระบายน้ำกังหัน ข้อเสียของกับดักไอน้ำถังกลับหัว
- ขนาดเล็กของรูด้านบนถังหมายความว่ากับดักประเภทนี้ระบายอากาศได้ช้ามาก รูไม่สามารถขยายได้เพราะไอน้ำจะผ่านเร็วเกินไประหว่างการทำงานปกติ
- ควรมีน้ำเพียงพอในตัวกับดักเพื่อทำหน้าที่เป็นซีลรอบขอบถัง หากกับดักสูญเสียซีลน้ำ ไอน้ำอาจสูญเสียผ่านวาล์วออก สิ่งนี้มักเกิดขึ้นในการใช้งานที่มีแรงดันไอน้ำลดลงอย่างกะทันหัน ทำให้น้ำควบแน่นในตัวกับดักบางส่วน flash เป็นไอน้ำ ถังสูญเสียแรงลอยและจม ปล่อยให้ไอน้ำสดผ่านรูกับดัก เฉพาะเมื่อน้ำควบแน่นเพียงพอมากถึงกับดัก ซีลน้ำจึงจะก่อตัวอีกครั้งและป้องกันการสูญเสียไอน้ำ
- หากใช้กับดักถังกลับหัวกับการใช้งานที่คาดว่าจะมีความผันผวนของแรงดัน ควรมีวาล์วตรวจสอบติดตั้งบนท่อทางเข้าหน้ากับดัก ไอน้ำและน้ำไหลได้ในทิศทางที่ระบุ ในขณะที่การไหลย้อนกลับเป็นไปไม่ได้เนื่องจากวาล์วตรวจสอบจะถูกบังคับลงบนที่นั่ง
- อุณหภูมิที่สูงกว่าของไอน้ำร้อนยวดยิ่งอาจทำให้กับดักถังกลับหัวสูญเสียซีลน้ำ วาล์วตรวจสอบหน้ากับดักควรถือเป็นสิ่งจำเป็นภายใต้สภาวะดังกล่าว กับดักถังกลับหัวบางรุ่นผลิตพร้อมวาล์วตรวจสอบในตัวเป็นมาตรฐาน
- กับดักถังกลับหัวอาจเสียหายจากการแข็งตัวหากติดตั้งในตำแหน่งที่เปิดโล่งด้วยสภาวะแวดล้อมต่ำกว่าจุดเยือกแข็ง เช่นเดียวกับกับดักกลไกประเภทอื่นๆ การหุ้มฉนวนที่เหมาะสมสามารถแก้ปัญหานี้ได้หากสภาวะไม่รุนแรงเกินไป หากคาดว่าสภาวะแวดล้อมต่ำกว่าจุดเยือกแข็งมาก อาจรอบคอบกว่าที่จะพิจารณาประเภทกับดักที่แข็งแรงกว่า ในกรณีของการระบายน้ำท่อหลัก กับดักเทอร์โมไดนามิกจะเป็นตัวเลือกแรก
- เช่นเดียวกับกับดักแบบลอยตัว รูในกับดักถังกลับหัวออกแบบมาสำหรับแรงดันแตกต่างสูงสุด หากกับดักถูกใช้กับแรงดันแตกต่างสูงกว่าที่ออกแบบไว้ จะปิดและไม่ปล่อยน้ำควบแน่น มีรูขนาดต่างๆ ให้เลือกเพื่อครอบคลุมช่วงแรงดันกว้าง
