Bẫy hơi nhiệt động lực

Bẫy hơi nhiệt động lực có nguyên lý hoạt động độc đáo dựa trên động lực học của nước và hơi nhấp nháy. Chúng đơn giản, bền bỉ và đáng tin cậy và có thể hoạt động ở nhiệt độ và áp suất rất cao. Cấu tạo, cách sử dụng và ưu điểm của chúng được trình bày chi tiết tại đây.

Bẫy hơi nhiệt động lực truyền thống

Bẫy nhiệt động lực là bẫy hơi cực kỳ bền bỉ với chế độ vận hành đơn giản. Bẫy hoạt động nhờ hiệu ứng động của hơi nhấp nháy khi đi qua bẫy, như thể hiện trong Hình 11.4.1. Bộ phận chuyển động duy nhất là đĩa phía trên bề mặt phẳng bên trong buồng điều khiển hoặc nắp. Khi khởi động, áp suất đầu vào nâng đĩa lên, và ngưng tụ mát cộng không khí được xả ngay lập tức từ vòng trong, dưới đĩa, và ra qua ba đầu ra ngoại vi (chỉ thể hiện 2, Hình 11.4.1, i). Ngưng tụ nóng chảy qua đường dẫn vào buồng dưới đĩa giảm áp suất và giải phóng hơi nhấp nháy di chuyển ở tốc độ cao. Tốc độ cao này tạo ra vùng áp suất thấp dưới đĩa, kéo nó về phía ghế (Hình 11.4.1, ii). Đồng thời, áp suất hơi nhấp nháy tích tụ bên trong buồng phía trên đĩa, buộc nó xuống chống lại ngưng tụ đầu vào cho đến khi nó đặt trên vòng trong và vòng ngoài. Tại thời điểm này, hơi nhấp nháy bị giữ trong buồng trên, và áp suất phía trên đĩa bằng áp suất tác động lên mặt dưới đĩa từ vòng trong. Tuy nhiên, đỉnh đĩa chịu lực lớn hơn mặt dưới, vì nó có diện tích bề mặt lớn hơn. Cuối cùng áp suất bị giữ trong buồng trên giảm khi hơi nhấp nháy ngưng tụ. Đĩa được nâng lên bởi áp suất ngưng tụ cao hơn và chu kỳ lặp lại (Hình 11.4.1, iv). Tốc độ vận hành phụ thuộc vào nhiệt độ hơi và điều kiện môi trường. Hầu hết bẫy sẽ đóng từ 20 đến 40 giây. Nếu bẫy mở quá thường xuyên, có thể do vị trí lạnh, ẩm và nhiều gió, tốc độ mở có thể được làm chậm bằng cách đơn giản lắp nắp cách nhiệt lên đỉnh bẫy. Ưu điểm của bẫy hơi nhiệt động lực

• Bẫy nhiệt động lực có thể hoạt động trên toàn bộ phạm vi làm việc mà không cần điều chỉnh hoặc thay đổi bộ phận bên trong.
• Chúng nhỏ gọn, đơn giản, nhẹ và có công suất ngưng tụ lớn so với kích thước.
• Bẫy nhiệt động lực có thể được sử dụng trên hơi áp suất cao và quá nhiệt và không bị ảnh hưởng bởi va đập nước hoặc rung. Cấu tạo toàn bộ bằng thép không gỉ cung cấp khả năng chống ăn mòn cao cho ngưng tụ ăn mòn.
• Bẫy nhiệt động lực không bị hư hỏng do đóng băng và khó bị đóng băng nếu được lắp với đĩa theo chiều dọc và xả tự do ra khí quyển. Tuy nhiên, vận hành ở vị trí này có thể dẫn đến mòn mép đĩa.
• Vì đĩa là bộ phận chuyển động duy nhất, bảo trì có thể dễ dàng thực hiện mà không cần tháo bẫy khỏi đường ống.
• Tiếng ‘click’ nghe được khi bẫy mở và đóng khiến việc kiểm tra bẫy rất đơn giản. Nhược điểm của bẫy hơi nhiệt động lực
• Bẫy hơi nhiệt động lực sẽ không hoạt động tốt trên chênh lệch áp suất rất thấp, vì vận tốc dòng chảy qua mặt dưới đĩa không đủ để tạo áp suất thấp hơn. Chúng chịu áp suất đầu vào tối thiểu (thường là 0,25 bar g) nhưng có thể chịu áp suất ngược tối đa 80% áp suất đầu vào.
• Bẫy nhiệt động lực có thể xả lượng lớn không khí khi ‘khởi động’ nếu áp suất đầu vào tăng chậm. Tuy nhiên, tăng áp suất nhanh sẽ khiến không khí tốc độ cao đóng bẫy giống như hơi, và nó sẽ ‘khóa không khí’. Trong trường hợp này van xả không khí nhiệt riêng biệt có thể được lắp song song với bẫy. Bẫy hơi nhiệt động lực hiện đại có thể có đĩa chống khóa không khí tích hợp ngăn áp suất không khí tích tụ trên đỉnh đĩa và cho phép không khí thoát ra, (Hình 11.4.3).
• Xả của bẫy có thể gây ồn và yếu tố này có thể ngăn sử dụng bẫy nhiệt động lực ở một số vị trí, ví dụ ngoài phòng bệnh hoặc phòng mổ. Nếu đây là vấn đề, nó có thể dễ dàng được lắp bộ khuếch tán giảm đáng kể tiếng ồn xả.
• Cần chú ý không định cỡ quá lớn bẫy nhiệt động lực vì điều này có thể tăng thời gian chu kỳ và gây mòn. Ứng dụng xả đường ống chính thường chỉ cần lắp loại công suất thấp, miễn là được xem xét đúng cách trong việc đặt túi xả.****

Bẫy hơi xung

Bẫy xung (như thể hiện trong Hình 11.4.4) bao gồm piston rỗng (A) với đĩa piston (B) hoạt động bên trong piston côn (C) đóng vai trò hướng dẫn. Khi ‘khởi động’ van chính (D) đặt trên ghế (E) để lại đường dẫn dòng chảy qua khe hở giữa piston và xi lanh và lỗ (F) ở đỉnh piston. Tăng dòng không khí và ngưng tụ sẽ tác động lên đĩa piston và nâng van chính khỏi ghế để tăng lưu lượng. Một phần ngưng tụ cũng sẽ chảy qua khe giữa piston và đĩa, qua E và ra đầu ra bẫy. Khi ngưng tụ tiếp cận nhiệt độ hơi, một phần sẽ nhấp nháy thành hơi khi đi qua khe. Mặc dù điều này được xả qua lỗ F, nó tạo ra áp suất trung gian trên piston, hiệu quả định vị van chính để phù hợp tải. Bẫy có thể được điều chỉnh bằng cách di chuyển vị trí piston (B) so với ghế, nhưng bẫy bị ảnh hưởng bởi áp suất ngược đáng kể. Nó có công suất đáng kể, xem xét kích thước nhỏ. Ngược lại, bẫy không thể đóng kín hoàn toàn và sẽ xả hơi trên tải rất nhẹ. Tuy nhiên, vấn đề chính là khe hở mịn giữa piston và xi lanh. Điều này dễ bị ảnh hưởng bởi bụi bẩn thường có trong hệ thống hơi. Việc sử dụng bẫy xung tương đối hạn chế nên chúng không được xem xét trong một số phần tiếp theo của Mô-đun này. Ưu điểm của bẫy hơi xung

• Bẫy xung có công suất xử lý ngưng tụ đáng kể so với kích thước.
• Chúng hoạt động trên phạm vi áp suất hơi rộng mà không cần thay đổi kích thước van và có thể được sử dụng trên hơi áp suất cao và quá nhiệt.
• Chúng xả không khí tốt và không thể ‘khóa không khí’. Nhược điểm của bẫy hơi xung
• Bẫy xung không thể đóng kín hoàn toàn và sẽ xả hơi trên tải rất nhẹ.
• Chúng dễ bị ảnh hưởng bởi bất kỳ bụi bẩn nào đi vào thân bẫy do khe hở cực nhỏ giữa piston và xi lanh.
• Bẫy có thể dao động trên tải nhẹ gây tiếng ồn, va đập nước và thậm chí hư hỏng cơ học cho chính van.
• Chúng sẽ không hoạt động chống lại áp suất ngược vượt quá 40% áp suất đầu vào.

Bẫy hơi mê cung

Dạng đơn giản của bẫy mê cung được thể hiện trong Hình 11.4.5. Bao gồm một loạt baffles có thể được điều chỉnh bằng tay quay. Ngưng tụ nóng đi giữa baffle đầu tiên và thân bẫy chịu giảm áp suất và một phần ‘nhấp nháy’ thành hơi. Không gian quanh baffle tiếp theo phải xử lý thể tích tăng của ngưng tụ nóng và ngăn hơi sống thoát ra. Tấm baffles có thể được di chuyển vào hoặc ra bằng tay quay, thay đổi vị trí của chúng so với thân, hiệu quả thay đổi kích thước tổng thể của lỗ. Ưu điểm của bẫy hơi mê cung

• Loại bẫy này tương đối nhỏ so với công suất và ít tiềm năng hỏng cơ học vì không có bộ phận tự động. Nhược điểm của bẫy mê cung
• Bẫy mê cung phải được điều chỉnh thủ công mỗi khi có biến động đáng kể về áp suất hơi hoặc tải ngưng tụ. Nếu cài đặt không phù hợp với điều kiện hiện tại, lãng phí hơi hoặc ngập nước không gian hơi sẽ xảy ra (giống bẫy khẩu độ cố định).

Bẫy khẩu độ cố định

Đây là các thiết bị chứa lỗ có đường kính xác định trước để cho phép lượng ngưng tụ được tính toán đi qua trong điều kiện áp suất cụ thể. Trong thực tế, tải ngưng tụ và áp suất hơi có thể thay đổi đáng kể. Ví dụ, tải khởi động và vận hành có thể khác nhau đáng kể cùng với áp suất hơi sẽ thay đổi do hành động của điều khiển nhiệt độ. Các điều kiện thay đổi này có thể dẫn đến khẩu độ cố định hoặc giữ lại ngưng tụ trong quy trình hoặc xả hơi sống, có thể ảnh hưởng đến hiệu suất thiết bị và ảnh hưởng an toàn. Khẩu độ cố định thường được định cỡ trên điều kiện vận hành, để giữ đủ ngưng tụ và không xả hơi. Nếu đúng vậy, khi khởi động, chúng bị nhỏ hơn mức đáng kể và không gian hơi có nhiều khả năng bị ngập nước. Giải pháp thay thế là định cỡ để không bị ngập nước khi khởi động. Lỗ sau đó hiệu quả quá lớn cho điều kiện vận hành, và thiết bị sẽ xả hơi. Kích thước lỗ thường là sự thỏa hiệp giữa hai điều kiện, sao cho, tại một số điểm ở giữa, lỗ được định cỡ đúng. Ăn mòn và tuổi thọ thiết bị Ngập nước liên tục tăng đáng kể nguy cơ ăn mòn trong không gian hơi. Không phải hiếm khi thấy rằng sau khi lắp bẫy khẩu độ cố định, tuổi thọ thiết bị giảm xuống dưới mức có thể được mong đợi với bẫy hơi đúng. Bẫy hơi đúng nên có thể đạt đủ công suất tại tất cả áp suất và lưu lượng hiện diện trong ứng dụng. Sau đó nó có thể cho ngưng tụ nóng đi qua mà không rò rỉ hơi trong bất kỳ điều kiện nào. Để đạt điều này, kích thước lỗ phải thay đổi trong bẫy. Nó phải đủ lớn để đáp ứng điều kiện tồi tệ nhất, và sau đó có một số phương tiện giảm diện tích dòng chảy khẩu độ hiệu quả khi công suất trở nên quá lớn. Điều này chính xác mô tả hoạt động của bẫy hơi. Ưu điểm của bẫy khẩu độ cố định

• Có thể được sử dụng thành công khi áp suất và tải không đổi.
• Không có bộ phận chuyển động. Nhược điểm của bẫy khẩu độ cố định
• Nếu định cỡ trên tải vận hành, bẫy khẩu độ cố định sẽ ngập nước khi khởi động, giảm hiệu suất thiết bị trong giai đoạn này, tăng thời gian khởi động và nguy cơ ăn mòn.
• Nếu định cỡ trên tải khởi động, bẫy khẩu độ cố định sẽ lãng phí hơi khi thiết bị vận hành, hiệu quả tăng chi phí vận hành.
• Bẫy khẩu độ cố định thường bị tắc do bụi bẩn do kích thước lỗ nhỏ.
• Chi phí thay thế bộ trao đổi nhiệt do ăn mòn sẽ cao hơn nhiều so với chi phí thay thế bẫy khẩu độ cố định bằng bẫy hơi. Lưu ý: Bẫy khẩu độ cố định không được khuyến nghị cho xả ngưng tụ từ bất kỳ ứng dụng nào dễ bị thay đổi điều kiện tải.