Gli scaricatori di condensa meccanici funzionano tenendo conto della differenza di densità tra vapore e condensa. Attraversano grandi volumi di condensa in modo continuo e sono adatti a un'ampia gamma di applicazioni di processo. Tra le tipologie disponibili ci sono gli scaricatori di condensa a galleggiante e a secchiello rovesciato.

Scaricatori di condensa a galleggiante sferico (scaricatori di condensa meccanici)

Gli scaricatori a galleggiante funzionano rilevando la differenza di densità tra vapore e condensa. Nel caso dello scaricatore mostrato nell'immagine a destra (uno scaricatore a galleggiante con valvola di sfiato), la condensa che raggiunge lo scaricatore fa salire il galleggiante, sollevando la valvola dalla sua sede e causandone lo sgonfiaggio.

Le trappole moderne utilizzano valvole di regolazione, come mostrato nella foto a destra (trappole a galleggiante con valvole di regolazione). Ciò consente il passaggio dell'aria iniziale mentre la trappola gestisce anche la condensa.

Lo sfiato automatico utilizza un gruppo di camera d'aria a pressione bilanciata simile a una trappola di condensa del regolatore, situata nell'area del vapore sopra il livello della condensa.

Una volta rilasciata l'aria iniziale, la valvola 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 l'ulteriore vantaggio di migliorare significativamente la capacità di condensazione durante gli avviamenti a freddo.

In passato, in caso di colpo d'ariete nel sistema, lo sfiato del regolatore presentava un certo grado di indebolimento. Se il colpo d'ariete è grave, anche la sfera potrebbe rompersi. Tuttavia, nei moderni sifoni a galleggiante, lo sfiato può essere costituito da una capsula compatta e molto resistente, interamente in acciaio inossidabile, e le moderne tecniche di saldatura utilizzate sulla sfera rendono l'intero galleggiante molto resistente e affidabile in caso di colpo d'ariete.

Per certi aspetti, lo scaricatore termostatico a galleggiante è la soluzione più vicina a uno scaricatore di condensa perfetto. Indipendentemente dalle variazioni della pressione del vapore, la condensa verrà scaricata il prima possibile dopo la sua formazione.

Vantaggi degli scaricatori di condensa termostatici a galleggiante

La trappola scarica continuamente la condensa alla temperatura del vapore. Questo la rende la scelta ideale per applicazioni in cui la velocità di trasferimento del calore della superficie riscaldata è elevata.

Gestisce con la stessa efficacia carichi di condensa grandi o piccoli e non è influenzato da ampie e inaspettate fluttuazioni di pressione o flusso.

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

Considerate le sue dimensioni, si tratta di una capacità sproporzionata.

La versione con valvola di sfiato del vapore è l'unica trappola completamente adatta a qualsiasi blocco di vapore resistente al colpo d'ariete.

Svantaggi degli scaricatori di condensa termostatici a galleggiante

Sebbene non siano sensibili come le trappole a secchio rovesciato, le trappole a galleggiante possono essere danneggiate da violenti cambiamenti di fase e, se installate in una posizione esposta, il corpo principale dovrebbe essere isolato e/o integrato con una piccola trappola di scarico di regolazione secondaria.

Come tutti gli scaricatori meccanici, è necessaria una struttura interna completamente diversa per funzionare in un intervallo di pressione variabile. Gli scaricatori progettati per funzionare a pressioni differenziali più elevate hanno orifizi più piccoli per bilanciare la spinta del galleggiante. Se lo scaricatore è sottoposto a una pressione differenziale superiore al previsto, si chiuderà e non emetterà condensa.

Scaricatori di condensa a secchio rovesciato (scaricatori di condensa meccanici)

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

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

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

Nel punto (ii), l'aria che raggiunge la trappola all'avvio fornirà la spinta del secchio e chiuderà la valvola. Lo sfiato del secchio è importante per consentire all'aria di fuoriuscire dalla parte superiore della trappola per poi essere scaricata attraverso la maggior parte delle sedi valvola. Con fori piccoli e piccole differenze di pressione, le trappola sono relativamente lente nello sfiato dell'aria. Allo stesso tempo, l'aria dovrebbe passare attraverso (e quindi sprecare) una certa quantità di vapore affinché la trappola funzioni dopo che l'aria è stata eliminata. Gli sfiati paralleli installati all'esterno della trappola riducono i tempi di avviamento.

Vantaggi diScaricatori di condensa a secchio rovesciato

Lo scaricatore di condensa a secchio rovesciato è stato creato per resistere ad alta pressione.

Simile a un'esca galleggiante termostatica a vapore, è molto tollerante ai colpi d'ariete.

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

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

Svantaggi degli scaricatori di condensa a secchio rovesciato

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

Dovrebbe esserci acqua a sufficienza nel corpo dello scaricatore per fungere da guarnizione attorno al bordo del secchio. Se lo scaricatore perde la sua tenuta stagna, il vapore viene sprecato attraverso la valvola di scarico. Questo può accadere spesso in applicazioni in cui si verifica un calo improvviso della pressione del vapore, causando la "trasformazione" di parte della condensa nel corpo dello scaricatore in vapore. Il corpo perde la sua 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 di pressione nell'impianto, è necessario installare una valvola di ritegno nella linea di ingresso a monte dello scaricatore. Vapore e 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 di tenuta idraulica di uno scaricatore a secchiello rovesciato. In questi casi, è essenziale installare una valvola di ritegno a monte dello scaricatore. Pochissimi scaricatori a secchiello rovesciato sono prodotti con una "valvola di ritegno" integrata di serie.

Se un sifone a secchio rovesciato viene lasciato esposto a temperature prossime allo zero, può danneggiarsi a causa di un cambiamento di fase. Come per i diversi tipi di sifoni meccanici, un isolamento adeguato ovvierà a questo inconveniente se le condizioni non sono troppo rigide. Se le condizioni ambientali previste sono ben al di sotto dello zero, esistono molti sifoni potenti che dovrebbero essere attentamente valutati per svolgere il loro compito. Nel caso di uno scarico principale, un sifone termodinamico sarebbe la scelta principale.

Come per lo scaricatore a galleggiante, l'apertura dello scaricatore a secchiello rovesciato è progettata per adattarsi alla massima differenza di pressione. Se lo scaricatore è sottoposto a una pressione differenziale superiore a quella prevista, si chiuderà e non lascerà passare la condensa. Disponibile in una gamma di dimensioni di orifizio per coprire un'ampia gamma di pressioni.