Gli scaricatori di condensa meccanici funzionano considerando la differenza di densità tra vapore e condensa. Attraverseranno continuamente grandi volumi di condensa e sono adatti per un'ampia gamma di applicazioni di processo. I tipi includono scaricatori di condensa a galleggiante e a secchiello rovesciato.

Scaricatori di vapore a galleggiante (scaricatori di vapore meccanici)

Le trappole a galleggiante funzionano rilevando la differenza di densità tra vapore e condensa. Nel caso del sifone mostrato nell'immagine a destra (un sifone a galleggiante con valvola dell'aria), la condensa che raggiunge il sifone fa sì che il galleggiante si sollevi, sollevando la valvola dalla sua sede e provocando lo sgonfiaggio.

Le trappole moderne utilizzano prese d'aria regolatrici, come mostrato nella foto a destra (trappole galleggianti con prese d'aria regolatrici). Ciò consente il passaggio iniziale dell'aria mentre lo scaricatore gestisce anche la condensa.

Lo sfiato automatico utilizza un gruppo sacca a pressione bilanciata simile ad uno scaricatore di vapore con regolatore, situato nell'area del vapore sopra il livello della condensa.

Quando l'aria iniziale viene rilasciata, rimane chiusa finché durante il funzionamento convenzionale non si accumulano aria o altri gas non condensabili che vengono aperti abbassando la temperatura della miscela aria/vapore.

Lo sfiato del regolatore offre il vantaggio aggiuntivo di migliorare significativamente la capacità di condensazione durante gli avviamenti a freddo.

In passato, se si verificava un colpo d'ariete nel sistema, lo sfiato del regolatore presentava un certo grado di debolezza. Se il colpo d'ariete è forte, anche la palla potrebbe rompersi. Tuttavia, nei moderni scaricatori a galleggiante, lo sfiato può essere una capsula compatta, molto resistente, interamente in acciaio inossidabile, e le moderne tecniche di saldatura utilizzate sulla sfera rendono l'intero galleggiante molto resistente e affidabile in situazioni di colpo d'ariete.

Per certi aspetti, lo scaricatore termostatico a galleggiante è quanto di più vicino ad uno scaricatore di vapore perfetto. Non importa come cambia la pressione del vapore, verrà scaricato il prima possibile dopo la produzione della condensa.

Vantaggi degli scaricatori di condensa termostatici a galleggiante

Lo scaricatore scarica continuamente la condensa alla temperatura del vapore. Ciò lo rende la scelta migliore per le applicazioni in cui la velocità di trasferimento del calore della superficie riscaldata fornita è elevata.

Gestisce ugualmente bene carichi di condensa grandi o leggeri e non è influenzato da fluttuazioni ampie e inaspettate di pressione o flusso.

Finché è installato uno sfiato automatico, la trappola è libera di sfogare l'aria.

Per le sue dimensioni, è una capacità fuori misura.

La versione con valvola di rilascio della serratura vapore è l'unico scaricatore completamente adatto a qualsiasi serratura vapore resistente al colpo d'ariete.

Svantaggi degli scaricatori di condensa termostatici a galleggiante

Sebbene non siano così suscettibili come gli scaricatori a secchiello rovesciato, gli scaricatori a galleggiante possono essere danneggiati da violenti cambiamenti di fase e, se installati in una posizione esposta, il corpo principale dovrebbe ritardare e/o essere integrato con un piccolo scaricatore di drenaggio con regolazione secondaria.

Come tutte le trappole meccaniche, è necessaria una struttura interna completamente diversa per funzionare in un intervallo di pressione variabile. Le trappole progettate per funzionare a pressioni differenziali più elevate hanno orifizi più piccoli per bilanciare la galleggiabilità del galleggiante. Se lo scaricatore è soggetto ad una pressione differenziale maggiore del previsto, si chiuderà e non passerà la condensa.

Scaricatori di vapore a secchiello rovesciato (scaricatori di vapore meccanici)

(i) La canna si abbassa, staccando la valvola dalla sua sede. La condensa scorre sotto il fondo del secchio, riempie il secchio e defluisce attraverso l'uscita.

(ii) L'arrivo del vapore fa galleggiare la canna, che poi si solleva e chiude l'uscita.

(iii) La trappola rimane chiusa finché il vapore nel secchio non si condensa o bolle attraverso il foro di sfiato verso la parte superiore del corpo della trappola. Quindi affonda, staccando la maggior parte della valvola dalla sua sede. La condensa accumulata viene scaricata e il ciclo è continuo.

In (ii), l'aria che raggiunge la trappola all'avvio fornirà la galleggiabilità del secchio e chiuderà la valvola. Lo sfiato del secchio è importante per consentire all'aria di fuoriuscire verso la parte superiore dello scaricatore per l'eventuale scarico attraverso la maggior parte delle sedi delle valvole. Con piccoli fori e piccoli differenziali di pressione, le trappole sono relativamente lente nello sfiato dell'aria. Allo stesso tempo, dovrebbe passare attraverso (e quindi sprecare) una certa quantità di vapore affinché la trappola possa funzionare dopo che l'aria è stata ripulita. Gli sfiati paralleli installati all'esterno dello scaricatore riducono i tempi di avvio.

Vantaggi diScaricatori di condensa a secchiello rovesciato

Lo scaricatore di condensa a secchiello rovesciato è stato creato per resistere all'alta pressione.

Un po' come un'esca a vapore termostatica galleggiante, è molto tollerante alle condizioni di colpo d'ariete.

Può essere utilizzato sulla linea del vapore surriscaldato, aggiungendo una valvola di ritegno sulla gola.

La modalità di guasto a volte è aperta, quindi è più sicura per le applicazioni che richiedono questa funzionalità, come il drenaggio delle turbine.

Svantaggi degli scaricatori di condensa a secchiello rovesciato

Le dimensioni ridotte dell'apertura nella parte superiore del secchio fanno sì che questa trappola sfiati l'aria solo molto lentamente. L'apertura non può essere allargata poiché il vapore passerà troppo velocemente durante il normale funzionamento.

Dovrebbe esserci abbastanza acqua nel corpo della trappola per fungere da sigillo attorno al bordo del secchio. Se lo scaricatore perde la tenuta idraulica, il vapore viene sprecato attraverso la valvola di uscita. Ciò può verificarsi spesso in applicazioni in cui si verifica un improvviso calo della pressione del vapore, causando la trasformazione di parte della condensa nel corpo dello scaricatore in vapore. La canna perde galleggiabilità e affonda, consentendo al vapore fresco di passare attraverso i fori di scarico. Solo quando una quantità sufficiente di condensa raggiunge lo scaricatore di vapore è possibile sigillarlo nuovamente per evitare sprechi di vapore.

Se si utilizza uno scaricatore a secchiello rovesciato in un'applicazione in cui sono previste fluttuazioni della pressione dell'impianto, è necessario installare una valvola di ritegno nella linea di ingresso prima dello scaricatore. Il vapore e l'acqua possono fluire liberamente nella direzione indicata, mentre il flusso inverso è impossibile perché la valvola di ritegno è premuta contro la sua sede.

L'elevata temperatura del vapore surriscaldato può causare la perdita della tenuta idraulica di un sifone a secchiello rovesciato. In questi casi è da considerarsi indispensabile una valvola di ritegno a monte dello scaricatore. Pochissimi scaricatori a secchiello rovesciato sono prodotti con una “valvola di ritegno” integrata di serie.

Se una trappola a secchiello rovesciato viene lasciata esposta vicino allo zero, può essere danneggiata da un cambiamento di fase. Come per i diversi tipi di trappole meccaniche, un adeguato isolamento consentirà di superare questa lacuna se le condizioni non sono troppo rigide. Se le condizioni ambientali previste sono ben al di sotto dello zero, allora ci sono molte trappole potenti che dovrebbero essere attentamente considerate per svolgere il loro lavoro. Nel caso di uno scarico principale, la scelta principale sarebbe uno scaricatore termico dinamico.

Come la trappola a galleggiante, l'apertura della trappola a secchiello rovesciato è progettata per accogliere il massimo differenziale di pressione. Se lo scaricatore è soggetto ad una pressione differenziale maggiore del previsto, si chiuderà e non passerà la condensa. Disponibili in una gamma di dimensioni di orifizi per coprire un'ampia gamma di pressioni.