Οι μηχανικές ατμοπαγίδες λειτουργούν λαμβάνοντας υπόψη τη διαφορά πυκνότητας μεταξύ ατμού και συμπυκνώματος. Διέρχονται συνεχώς από μεγάλους όγκους συμπυκνώματος και είναι κατάλληλες για ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών διεργασίας. Οι τύποι περιλαμβάνουν ατμοπαγίδες με πλωτήρα και ανεστραμμένου κάδου.

Ατμοπαγίδες με σφαιρική επίπλευση (Μηχανικές ατμοπαγίδες)

Οι παγίδες με πλωτήρα λειτουργούν ανιχνεύοντας τη διαφορά πυκνότητας μεταξύ ατμού και συμπυκνώματος. Στην περίπτωση της παγίδας που φαίνεται στην εικόνα στα δεξιά (μια παγίδα με πλωτήρα με βαλβίδα αέρα), το συμπύκνωμα που φτάνει στην παγίδα προκαλεί την ανύψωση του πλωτήρα, ανασηκώνοντας τη βαλβίδα από την έδρα της και προκαλώντας ξεφούσκωμα.

Οι σύγχρονες παγίδες χρησιμοποιούν ρυθμιστικές οπές εξαερισμού, όπως φαίνεται στη φωτογραφία στα δεξιά (Παγίδες με πλωτήρα και ρυθμιστικές οπές εξαερισμού). Αυτό επιτρέπει τη διέλευση του αρχικού αέρα, ενώ η παγίδα διαχειρίζεται επίσης το συμπύκνωμα.

Ο αυτόματος εξαερισμός χρησιμοποιεί ένα συγκρότημα ισορροπημένης κύστης πίεσης παρόμοιο με μια ατμοπαγίδα ρυθμιστή, που βρίσκεται στην περιοχή ατμού πάνω από τη στάθμη συμπυκνώματος.

Όταν απελευθερωθεί ο αρχικός αέρας, παραμένει κλειστός μέχρι να συσσωρευτεί αέρας ή άλλα μη συμπυκνώσιμα αέρια κατά τη συμβατική λειτουργία και ανοίγουν μειώνοντας τη θερμοκρασία του μείγματος αέρα/ατμού.

Ο αεραγωγός του ρυθμιστή παρέχει το πρόσθετο πλεονέκτημα της σημαντικής βελτίωσης της ικανότητας συμπύκνωσης κατά την εκκίνηση με κρύο κινητήρα.

Στο παρελθόν, εάν υπήρχε υδραυλικό πλήγμα στο σύστημα, ο αεραγωγός του ρυθμιστή παρουσίαζε κάποιο βαθμό αδυναμίας. Εάν το υδραυλικό πλήγμα είναι ισχυρό, ακόμη και η μπάλα μπορεί να σπάσει. Ωστόσο, στις σύγχρονες παγίδες με πλωτήρα, ο αεραγωγός μπορεί να είναι μια συμπαγής, πολύ ανθεκτική κάψουλα από ανοξείδωτο χάλυβα, και οι σύγχρονες τεχνικές συγκόλλησης που χρησιμοποιούνται στην μπάλα καθιστούν ολόκληρο τον πλωτήρα πολύ ισχυρό και αξιόπιστο σε περιπτώσεις υδραυλικού πλήγματος.

Από ορισμένες απόψεις, η θερμοστατική παγίδα με πλωτήρα είναι ό,τι πιο κοντινό σε μια τέλεια παγίδα ατμού. Ανεξάρτητα από το πώς αλλάζει η πίεση του ατμού, θα εκκενωθεί το συντομότερο δυνατό μετά την παραγωγή του συμπυκνώματος.

Πλεονεκτήματα των θερμοστατικών ατμοπαγίδων με επίπλευση

Η παγίδα εκκενώνει συνεχώς συμπύκνωμα σε θερμοκρασία ατμού. Αυτό την καθιστά την κορυφαία επιλογή για εφαρμογές όπου ο ρυθμός μεταφοράς θερμότητας της παρεχόμενης θερμαινόμενης επιφάνειας είναι υψηλός.

Διαχειρίζεται εξίσου καλά μεγάλα ή ελαφρά φορτία συμπυκνωμάτων και δεν επηρεάζεται από μεγάλες και απροσδόκητες διακυμάνσεις στην πίεση ή τη ροή.

Εφόσον έχει εγκατασταθεί αυτόματος εξαερισμός, η παγίδα είναι ελεύθερη να εξαερώνει τον αέρα.

Για το μέγεθός του, αυτή είναι μια υπερμεγέθης δυνατότητα.

Η έκδοση με βαλβίδα απελευθέρωσης κλειδαριάς ατμού είναι η μόνη παγίδα που είναι πλήρως κατάλληλη για οποιαδήποτε κλειδαριά ατμού που είναι ανθεκτική σε υδραυλικό πλήγμα.

Μειονεκτήματα των θερμοστατικών ατμοπαγίδων με πλωτή επίπλευση

Αν και δεν είναι τόσο ευάλωτες όσο οι ανεστραμμένες παγίδες κάδου, οι παγίδες με πλωτήρα μπορούν να υποστούν ζημιά από βίαιες αλλαγές φάσης και, εάν πρόκειται να εγκατασταθούν σε εκτεθειμένη θέση, το κύριο σώμα θα πρέπει να καθυστερήσει ή/και να συμπληρωθεί με μια μικρή δευτερεύουσα παγίδα αποστράγγισης ρύθμισης.

Όπως όλες οι μηχανικές παγίδες, απαιτείται μια εντελώς διαφορετική εσωτερική δομή για να λειτουργήσει σε ένα μεταβλητό εύρος πίεσης. Οι παγίδες που έχουν σχεδιαστεί για να λειτουργούν σε υψηλότερες διαφορικές πιέσεις έχουν μικρότερα στόμια για να εξισορροπήσουν την άνωση του πλωτήρα. Εάν η παγίδα υποβληθεί σε υψηλότερη διαφορική πίεση από την αναμενόμενη, θα κλείσει και δεν θα περάσει συμπύκνωμα.

Ατμοπαγίδες με ανεστραμμένο κουβά (Μηχανικές ατμοπαγίδες)

(i) Το βαρέλι χαλαρώνει, τραβώντας τη βαλβίδα από την έδρα της. Το συμπύκνωμα ρέει κάτω από τον πάτο του κάδου, γεμίζει τον κάδο και αποστραγγίζεται μέσω της εξόδου.

(ii) Η άφιξη του ατμού επιπλέει το βαρέλι, το οποίο στη συνέχεια ανεβαίνει και κλείνει την έξοδο.

(iii) Η παγίδα παραμένει κλειστή μέχρι ο ατμός στον κάδο να συμπυκνωθεί ή να φουσκώσει μέσα από την οπή εξαερισμού προς την κορυφή του σώματος της παγίδας. Στη συνέχεια, βυθίζεται, τραβώντας το μεγαλύτερο μέρος της βαλβίδας από την έδρα της. Το συσσωρευμένο συμπύκνωμα αποστραγγίζεται και ο κύκλος είναι συνεχής.

Στο (ii), ο αέρας που φτάνει στην παγίδα κατά την εκκίνηση θα παρέχει άνωση στον κάδο και θα κλείνει τη βαλβίδα. Ο εξαερισμός του κάδου είναι σημαντικός για να επιτρέπει στον αέρα να διαφεύγει στην κορυφή της παγίδας για τελική εκκένωση μέσω των περισσότερων εδρών των βαλβίδων. Με μικρές οπές και μικρές διαφορές πίεσης, οι παγίδες είναι σχετικά αργές στην εξαέρωση του αέρα. Ταυτόχρονα, θα πρέπει να διέρχεται (και έτσι να σπαταλά) μια ορισμένη ποσότητα ατμού για να λειτουργήσει η παγίδα μετά την εκκένωση του αέρα. Οι παράλληλοι εξαερισμοί που είναι εγκατεστημένοι έξω από την παγίδα μειώνουν τον χρόνο εκκίνησης.

Πλεονεκτήματα τουΑτμοπαγίδες με ανεστραμμένο κουβά

Η ανεστραμμένη ατμοπαγίδα με κάδο δημιουργήθηκε για να αντέχει σε υψηλή πίεση.

Σαν ένα θερμοστατικό δόλωμα ατμού που επιπλέει, είναι πολύ ανεκτικό σε συνθήκες υδραυλικού πλήγματος.

Μπορεί να χρησιμοποιηθεί στη γραμμή υπερθερμασμένου ατμού, προσθέτοντας μια βαλβίδα αντεπιστροφής στην αυλάκωση.

Η λειτουργία βλάβης είναι μερικές φορές ανοιχτή, επομένως είναι ασφαλέστερη για εφαρμογές που απαιτούν αυτήν τη λειτουργικότητα, όπως η αποστράγγιση τουρμπίνας.

Μειονεκτήματα των ανεστραμμένων παγίδων ατμού με κουβά

Το μικρό μέγεθος του ανοίγματος στο πάνω μέρος του κάδου σημαίνει ότι αυτή η παγίδα θα εξαερώνει τον αέρα πολύ αργά. Το άνοιγμα δεν μπορεί να διευρυνθεί, καθώς ο ατμός θα διέρχεται πολύ γρήγορα κατά την κανονική λειτουργία.

Θα πρέπει να υπάρχει αρκετό νερό στο σώμα της παγίδας για να λειτουργεί ως στεγανοποίηση γύρω από το χείλος του κάδου. Εάν η παγίδα χάσει τη στεγανοποίησή της, ο ατμός σπαταλιέται μέσω της βαλβίδας εξόδου. Αυτό μπορεί συχνά να συμβεί σε εφαρμογές όπου υπάρχει απότομη πτώση της πίεσης του ατμού, με αποτέλεσμα μέρος του συμπυκνώματος στο σώμα της παγίδας να «μετατραπεί» σε ατμό. Ο κύλινδρος χάνει την άνωση και βυθίζεται, επιτρέποντας στον φρέσκο ​​ατμό να περάσει μέσα από τις οπές διαρροής. Μόνο όταν φτάσει αρκετό συμπύκνωμα στην παγίδα ατμού μπορεί να σφραγιστεί ξανά με νερό για να αποφευχθεί η σπατάλη ατμού.

Εάν χρησιμοποιείται ανεστραμμένη παγίδα σε μια εφαρμογή όπου αναμένονται διακυμάνσεις στην πίεση της εγκατάστασης, θα πρέπει να εγκατασταθεί μια βαλβίδα ελέγχου στη γραμμή εισόδου πριν από την παγίδα. Ο ατμός και το νερό μπορούν να ρέουν ελεύθερα προς την υποδεικνυόμενη κατεύθυνση, ενώ η αντίστροφη ροή είναι αδύνατη επειδή η βαλβίδα ελέγχου πιέζεται στην έδρα της.

Η υψηλή θερμοκρασία του υπερθερμασμένου ατμού μπορεί να προκαλέσει την απώλεια της στεγανοποίησης του νερού από μια ανεστραμμένη παγίδα κάδου. Σε τέτοιες περιπτώσεις, θα πρέπει να θεωρείται απαραίτητη μια βαλβίδα αντεπιστροφής που προηγείται της παγίδας. Πολύ λίγες ανεστραμμένες παγίδες κάδου κατασκευάζονται με ενσωματωμένη «βαλβίδα αντεπιστροφής» ως στάνταρ.

Εάν μια ανεστραμμένη παγίδα με κάδο αφεθεί εκτεθειμένη κοντά σε θερμοκρασίες υπό το μηδέν, μπορεί να υποστεί ζημιά από αλλαγή φάσης. Όπως συμβαίνει με τα διάφορα είδη μηχανικών παγίδων, η σωστή μόνωση θα ξεπεράσει αυτό το μειονέκτημα εάν οι συνθήκες δεν είναι πολύ σκληρές. Εάν οι αναμενόμενες περιβαλλοντικές συνθήκες είναι πολύ κάτω από το μηδέν, τότε υπάρχουν πολλές ισχυρές παγίδες που πρέπει να ληφθούν προσεκτικά υπόψη για να κάνουν τη δουλειά τους. Στην περίπτωση μιας κύριας αποχέτευσης, μια θερμοδυναμική παγίδα θα ήταν η κύρια επιλογή.

Όπως και η παγίδα με πλωτήρα, το άνοιγμα της ανεστραμμένης παγίδας έχει σχεδιαστεί για να προσαρμόζεται στη μέγιστη διαφορά πίεσης. Εάν η παγίδα υποβληθεί σε υψηλότερη διαφορά πίεσης από την αναμενόμενη, θα κλείσει και δεν θα διοχετεύει συμπύκνωμα. Διατίθεται σε μια σειρά μεγεθών στομίων για να καλύπτει ένα ευρύ φάσμα πιέσεων.