1. Funciones y operación de las trampas de vapor

    

   1. Principios de funcionamiento de las trampas de vapor

1. 1. En esta sección se describen el diseño y los principios de funcionamiento de cada tipo de trampa de vapor.

       

      1. Trampas de cubeta

          

         

          

         Figura 2.1 Trampa de cubeta invertida

         
         
         

         Figura 2.2 Funcionamiento de las trampas de cubeta

          

         1. 1) Al comienzo de la ventilación del vapor, el condensado de baja temperatura y el aire entran en la trampa de vapor. En ese momento, la cubeta se encuentra en el fondo de la trampa y la válvula está completamente abierta. El condensado se descargará rápidamente de la válvula y el aire se descargará a través de la ventilación.

         2.  

         3. 2) Una vez calentada la línea, la temperatura del condensado descargado aumenta gradualmente.

         4. 3) Después del condensado, el vapor fluye hacia la trampa de vapor y ocupa el espacio en la cubeta. La cubeta adquirirá capacidad de flotación.

         5.  

         6. 4) La cubeta flotará hacia arriba después de haber adquirido suficiente flotabilidad y la válvula se cerrará.

             

            El condensado vuelve a entrar en la trampa, el vapor de la cubeta se descarga por la ventilación y el condensado llena la cubeta. La cubeta perderá su flotabilidad, se volverá a hundir y luego se abrirá nuevamente. El procedimiento de apertura y cierre de la válvula se repite.

      2. Trampas de flotador de bolas (tipo de palanca)

          

         

         Figura 2.3 Trampa de flotador de bola (sistema de válvula de equilibrio de doble puerto)

          

         

          

         Figura 2.4 Principios de funcionamiento de las trampas de flotador de bola

          

         1. (1) Al comienzo de la ventilación de vapor, el aire se descarga rápidamente a través de la ventilación termostática de aire que está en la parte superior de la trampa y está completamente abierta. Al mismo tiempo, el condensado frío llena gradualmente la trampa y el flotador de bola comienza a flotar y se mueve hacia arriba.

         2.  

         3. (2) La válvula adquiere flotabilidad gracias a la palanca y la válvula en la parte inferior de la trampa está completamente abierta y el condensado se descarga.

         4. Mientras la temperatura del condensado continúa aumentando, el aire inicial se descarga por completo. Más tarde, se cierra la ventilación de aire y el condensado de alta temperatura continúa descargándose solo a través de la válvula en el fondo de la trampa. Posteriormente, el condensado de alta temperatura y el vapor entran en la trampa.

         5.  

         6. 3) Cuando la cantidad de condensado disminuye, el flotador sube y baja según la cantidad de condensado, y el condensado se descarga continuamente ajustando el grado de apertura de la válvula.

      3. Trampas de flotador de bola (de tipo sin palanca)

          

         

          

         Figura 2.5 Trampa de flotador de bola (de tipo sin palanca)

          

         La Figura 2.5 muestra la trampa de flotador de bola sin palanca. La diferencia con la trampa de flotador de bola con palanca es que el flotador actúa al mismo tiempo como válvula. El principio de funcionamiento es el mismo que el del flotador de bola con palanca.

      4. Trampas termostáticas

          

         1. Trampas de control de temperatura

             

            

             

            Figura 2.6 Trampas de control de temperatura

             

            

             

            Figura 2.7 Principio de funcionamiento de las trampas de control de temperatura

             

            1. (1) Al comienzo de la ventilación del vapor, los discos bimetálicos son todos planos y el eje de la válvula es empujado hacia arriba por un resorte. Como resultado, la válvula está completamente abierta, y el condensado frío y el aire en la línea de vapor se descargan rápidamente.

            2.  

            3. (2) A medida que aumenta la temperatura del condensado, el disco bimetálico comienza a curvarse y fuerza al eje de la válvula a moverse hacia abajo contra la fuerza ascendente del resorte. La válvula se cierra gradualmente. Cuando la temperatura del condensado aumenta y se acerca a la temperatura de ajuste establecida, el disco bimetálico se curva más y la válvula solo está levemente abierta.

            4.  

            5. (3 ) Cuando la temperatura del condensado alcanza la temperatura establecida, la válvula se cierra completamente.

                

               A partir de ese momento, se mantiene el estado de funcionamiento (2) o se repite el ciclo (2) a (4).

            6.  

         2. Trampas de tipo de diafragma

             

            

             

            *Trampa termostática de diafragma es el nombre del termoelemento de trampa de diafragma fabricada por Miyawaki.

             

            Figura 2.8 Trampas de vapor de diafragma

             

            

             

            Figura 2.9 Elemento termosensor (diatérmico)

             

            Tal como se muestra en la Figura 2.9, el elemento termosensor diatérmico es una cápsula de metal llena de una mezcla de agua y alcohol cuya temperatura de saturación es ligeramente inferior a la del agua. A bajas temperaturas, el líquido contenido está en estado fluido (a), pero a altas temperaturas, se evapora y se expande, empujando hacia abajo la superficie inferior que forma la válvula (b). Se condensa de nuevo cuando baja la temperatura y vuelve al estado (a). La válvula se abre y se cierra por expansión y constricción.

            La diferencia de la temperatura de saturación entre el agua y el líquido de la mezcla especial permanece casi constante aun cuando cambie la presión. Por lo tanto, no importa cuál sea la presión, la válvula se abrirá a una temperatura más baja estable que la del vapor saturado.

             

            

             

            Figura 2.10 Principio de funcionamiento de las trampas de tipo de diafragma

             

            1. (1) Al comienzo de la ventilación de vapor, la válvula está completamente abierta y el condensado frío y el aire se descargan rápidamente.

            2.  

            3. (2) Cuando la temperatura del condensado aumenta, el elemento de la cápsula comienza a expandirse y la válvula se cierra.

            4.  

            5. (3) A medida que la temperatura del condensado aumenta, el elemento diatérmico se expande y la válvula se cierra.

            6.  

            7. (4) Finalmente, a medida que la temperatura del condensado desciende debido a la liberación de calor, la presión dentro del elemento diatérmico comienza a reducirse. Entonces, cuando la presión se vuelve más baja que la presión ambiental, la válvula se abre nuevamente.

          

         En condiciones normales de funcionamiento, (3) y (4) se repetirán continuamente.

      5. Trampas termodinámicas

          

         

          

         Figura 2.11 Trampa de disco termodinámica

          

         

          

         Figura 2.12 Principio de funcionamiento de las trampas de disco termodinámicas

          

         1. (1) Al comienzo de la ventilación de vapor, la presión del lado primario empuja el disco hacia arriba desde la parte inferior, y el condensado frío y el aire se descargan rápidamente.

         2.  

         3. (2) Finalmente, después de que el condensado caliente fluye hacia la trampa, el vapor ingresa.

         4. (3) A medida que el condensado caliente fluye entre el disco y el asiento del disco, se genera vapor flash y llena la cámara de presión junto con parte del condensado. Como resultado, la presión de la cámara de presión y la presión superior del disco aumentan. Además, la presión en la parte inferior del disco cae a medida que pasa el vapor a alta velocidad, haciendo que la válvula se cierre.

         5.  

         6. 4) Cuando el condensado ingresa nuevamente a la trampa, el vapor del transformador permanecerá cerrado hasta que el vapor en la cámara de presión se condense debido a la radiación de calor, pero finalmente se condensa y su presión decrece. La presión en el lado inferior del disco supera la presión en el lado superior del disco y esto hace que se abra la válvula.

 

Luego, la apertura y cierre de la válvula se repiten constantemente.

 

 

Las relaciones de presión sobre esta operación de apertura y cierre son las siguientes.

 

 

La presión primaria, la presión de la cámara de presión y la presión secundaria de la trampa de disco termodinámica se indican como P1, P2 y P3 respectivamente y las áreas del disco que reciben la presión se indican como A1, A2 y A3.

 

 

Figura 2.12 Relaciones de presión relacionadas con la operación de apertura y cierre

 

 

Como se muestra en la Figura 2.13, la presión primaria y la presión secundaria contribuyen a la fuerza de apertura de la válvula, y la magnitud de la fuerza es P1 x A1 y P3 x A3 respectivamente. Por otro lado, la presión de la cámara de presión contribuye a la fuerza de cierre, y su magnitud es P2 x A2.

 

 

De este modo, la válvula se abrirá y cerrará cuando la fuerza aplicada al disco actúe en relación con la siguiente fórmula.

 

 

Apertura de la válvula: P1 x A1 ＋ P3 x A3 ＞ P2 x A2
Cierre de válvula: P1 x A1 ＋ P3 x A3 ＜ P2 x A2

 

 

Como se ha descrito al explicar la operación, la relación de fuerza de apertura se establece al comienzo de la ventilación de vapor cuando no hay presión en la cámara de presión, o la presión en la cámara de presión disminuye debido a la condensación de vapor. La relación de fuerza de cierre de la válvula descrita anteriormente se mantiene cuando la presión en la parte inferior del disco se reduce debido al paso de vapor a alta velocidad, y luego mientras la presión en la cámara de presión excede la fuerza de empuje por las presiones primaria y secundaria.