Purgador de vapor termodinámico

Un purgador de vapor termodinámico se compone de una pieza móvil. Esta parte es un disco hecho de acero inoxidable y sirve como válvula. Esta trampa de vapor opera mediante el uso del efecto dinámico de vapor flash. Una trampa de vapor termodinámica es simple en diseño y es muy adecuada para aplicaciones de media y alta presión. Esta trampa de vapor es pequeña, libre de efectos de golpe de ariete, y puede ser instalada en cualquier posición ya sea vertical u horizontal. Los fabricantes de purgadores de vapor termodinámicos diseñan el purgador con un diseño compacto y versátil para un amplio rango de presiones. Tales características han hecho que las trampas de vapor termodinámicas sean las preferidas para un amplio uso en traceado, procesos ligeros específicos y aplicaciones de vapor por goteo.

Figura: Purgador de vapor termodinámico.

 

¿Cómo funciona un purgador termodinámico?

Los dos tipos principales de purgadores de vapor termodinámicos son los purgadores de vapor de disco termodinámicos y los purgadores de vapor de impulso termodinámicos. El purgador de disco tiene una válvula que se abre y se cierra según los cambios de fuerza que se producen en una válvula de disco plano. En la trampa de impulsos, el movimiento del disco del pistón se utiliza para controlar el flujo. El purgador termodinámico de impulsos puede regularse para aumentar o reducir el caudal. Ambos tipos de purgadores de vapor termodinámicos expulsan condensado de forma intermitente. 

Funcionamiento de los purgadores de vapor termodinámicos de disco y de impulsos

 

Tipos de purgadores termodinámicos

Existen dos tipos de purgadores de vapor termodinámicos: el purgador de vapor de disco termodinámico y el purgador de vapor de impulsos termodinámico. Entre estas dos trampas, la más común es la trampa de disco. El purgador de impulsos no es común porque tiende a tener fugas de vapor y puede fallar en presencia de una pequeña cantidad de suciedad que obstruya el canal piloto. 

Apertura y cierre de la válvula de disco en un purgador de vapor de disco termodinámico

 

Cuando el vapor se mueve a gran velocidad bajo el disco de la válvula, provoca una disminución de la presión bajo la válvula. Esto hace que el disco sea forzado sobre el asiento de la válvula debido a la gran presión en la cámara y la válvula se cierra. En una trampa de vapor de disco termodinámica, el vapor controlado puede ser vapor vivo o vapor flash. Cuando el condensado entra en la trampa de vapor y cambia de fase debido a la reducción de presión se dice que es vapor flash. Cuando la carga de condensado es muy pequeña o si el diseño de la trampa está lo suficientemente comprometido como para no proteger contra la pérdida de vapor, entonces se denomina vapor vivo. Los fabricantes de trampas de vapor de disco termodinámicas tienden a utilizar el mejor diseño que ayude a eliminar o minimizar el uso de vapor vivo, de forma que la trampa pueda funcionar utilizando vapor siempre que sea posible. El vapor de control de la cámara de presión ejerce una fuerza hacia abajo sobre la superficie superior del disco de la válvula que es igual al producto de la presión y el área (presión*área). En la parte inferior del disco de la válvula, el vapor controlado hace que la presión se reduzca bajo el disco debido a su alta velocidad (a partir del principio de Bernoulli, el aumento de la velocidad produce una reducción de la presión). Los fabricantes de purgadores de vapor de disco termodinámico diseñan el purgador de forma que cierre el condensado cerca de la temperatura del vapor. Esto ocurre cuando se descarga el condensado acumulado. Una vez que la magnitud de la fuerza de cierre es lo suficientemente alta como para superar la fuerza de apertura, entonces la válvula se cierra. 

Funcionamiento de un purgador de vapor de disco termodinámico

 

Trampa de vapor de impulso termodinámico 

Un purgador de impulsos termodinámico es un purgador de vapor que no puede proporcionar un cierre hermético. Como tal, su uso es limitado en relación con la trampa de vapor de disco termodinámico que es común en el mercado. 

¿Cómo funciona un purgador de vapor de impulso termodinámico? 

1. La trampa de vapor de impulso termodinámico se compone de un pistón hueco. El pistón está asociado a un disco de pistón que trabaja en un pistón cónico que actúa como guía. 
2. Durante el arranque de este purgador su válvula principal asienta en su asiento. Esto hace que deje un paso de flujo a través de la holgura del pistón y el cilindro y el agujero en la sección superior del pistón. 
3. Cuando el condensado y el caudal de aire aumentan, ejercen una fuerza sobre el disco del pistón que hace que la válvula principal se levante de su asiento aumentando el caudal. 
4. La otra parte del condensado fluye a través del disco y el hueco del pistón por el punto E y se aleja por la salida. 
5. Mientras el condensado se acerca a la temperatura del vapor, parte de él se convierte en vapor al fluir por el hueco. 
6. Se purga a través del orificio del punto F, pero crea una presión intermedia por encima del pistón. Esto ayuda a posicionar eficazmente la válvula principal para que pueda hacer frente a la carga. 
7. La trampa puede modificarse desplazando el punto B del pistón respecto al asiento de la trampa. Sin embargo, la trampa puede verse afectada por la contrapresión.     

Purgador de vapor de disco termodinámico 

Una trampa de vapor de disco termodinámico tiene el flujo de condensado controlado por un disco de válvula que se abre y se cierra contra un asiento de válvula. En esta trampa, el disco de la válvula está separado de otras partes de la trampa y se encuentra en la parte superior del asiento. El asiento de la válvula se compone de dos anillos de asiento que son el anillo interior y el anillo exterior. El anillo interior sirve para separar el orificio de entrada del fluido del orificio de salida. Esto ayuda a evitar el cortocircuito del vapor hacia la salida. La fuga de vapor desde la cámara de presión sobre el disco hasta la sección de salida se controla mediante el anillo exterior. 

¿Cómo funciona un purgador de vapor de disco termodinámico? 

Este tipo de purgador tiene características de funcionamiento irregulares y cíclicas. Se utiliza un mecanismo de válvula compuesto por anillos de asiento y un disco que se abre para expulsar el condensado durante unos segundos, tras lo cual se cierra durante más tiempo hasta que se inicia un nuevo ciclo de descarga. La acción de abrir y cerrar proviene de la diferencia de fuerza que actúa en la parte inferior y superior del disco de la válvula. Las fuerzas que actúan dependen principalmente de las variaciones de presión y energía cinética para los fluidos generales implicados que son condensado, aire y vapor. Durante el arranque, los fluidos entrantes (aire, condensado o vapor) ejercen una fuerza de elevación/apertura en la parte inferior del disco de la válvula. Esto hace que la válvula se levante y se abra. Esto permite que el condensado fluya. Mientras está en la posición abierta, dos fuerzas primarias actúan sobre la válvula de disco que es una fuerza debida a la presión del vapor en la sección superior del disco y la fuerza debida al vapor debajo del disco. El vapor que actúa para abrir y cerrar la válvula de disco se denomina vapor de control.

 

Ventajas de los purgadores de vapor termodinámicos

Ventajas del purgador de vapor de disco termodinámico 

• Este tipo de purgador puede funcionar en todo su rango de trabajo sin necesidad de ajustar o cambiar sus componentes internos. 
• Diseños ligeros, compactos y sencillos y la capacidad de alojar una gran cantidad de condensado que permiten las grandes aberturas. 
• Funcionan con vapor sobrecalentado y a alta presión y no se dañan con las vibraciones ni los golpes de ariete. 
• Utilización de materiales ferrosos como el acero inoxidable, conocido por su gran solidez y alta resistencia a la corrosión. 
• Fuertes contra la congelación del condensado y rara vez experimentan congelación una vez instalados con un disco en orientación vertical, ya que descargan libremente a la atmósfera. 
• La parte móvil es sólo un disco que hace que el mantenimiento de esta trampa sea muy fácil, ya que se puede hacer sin quitar la trampa de su línea, sino más bien quitando la tapa superior que está fijada por roscas o pernos. 
• Sonido de clic cuando se abren y se cierran. Esto ayuda a probar la trampa antes.

Desventajas del purgador de vapor de disco termodinámico 

• El cierre del disco en esta trampa de vapor necesita que la presión por debajo del disco baje. Esto sólo es posible cuando la velocidad de flujo por debajo de la válvula de disco es alta. A mayor velocidad, se requerirá mayor presión diferencial. Como tal, la trampa de vapor de disco termodinámica no funciona bien cuando la presión diferencial es muy baja. 
• Expulsa grandes cantidades de aire durante el arranque cuando la presión de entrada se acumula lentamente. Sin embargo, si la presión se acumula rápidamente, provocará que el aire a alta velocidad cierre el purgador haciendo que se atasque de aire. Lo mismo ocurrirá si se utiliza vapor. 
• Tiende a ser ruidoso, lo que restringe su uso en algunas zonas, como en quirófanos o fuera de la sala de hospitalización. Si se debe utilizar un purgador de vapor de disco termodinámico, se necesitará un difusor para ayudar a reducir el ruido durante la descarga.  
• El diseño de purgadores de vapor de disco termodinámico sobredimensionados tiende a aumentar el tiempo necesario para completar un ciclo, lo que provoca un mayor desgaste del purgador. 

Ventajas de la trampa de vapor de impulso termodinámico 

• Alta capacidad para manejar condensados de su tamaño. 
• Estos purgadores son capaces de purgar aire sin estar ligados al aire. 
• Pueden utilizarse en aplicaciones de vapor sobrecalentado y a alta presión. 
• Puede trabajar en una amplia gama de presiones sin necesidad de cambiar el tamaño de la válvula. 

Desventajas de la trampa de vapor de impulso termodinámico 

• Incapaces de proporcionar un cierre hermético y soplan vapor incluso con una carga muy ligera. 
• No puede funcionar con una contrapresión superior a 40% de la presión a la entrada.
• Los purgadores de vapor de impulso termodinámico se ven afectados por la suciedad con facilidad porque la holgura entre el cilindro y el pistón es muy pequeña. 
• Las pulsaciones de estos purgadores provocan ruido, daños mecánicos y golpes de ariete.

 

Aplicaciones del purgador termodinámico 

• Aplicaciones de goteo. Las trampas de vapor termodinámicas se utilizan ampliamente para eliminar el condensado que se forma en las líneas de vapor después de que el vapor pierde su energía calorífica. Estas trampas se utilizan ampliamente en aplicaciones de goteo debido a sus venteos de aire en la tubería que eliminan el aire del sistema de tuberías. 
• Altas temperaturas o drenaje de la red de vapor en la descarga del trazador. 
• Aplicación en procesos. Los purgadores de vapor termodinámicos se utilizan en procesos de transferencia de calor, como en intercambiadores de calor o radiadores, para eliminar tanto el aire como el condensado. 

 

Localización de averías en purgadores de vapor termodinámicos 

Cuando una trampa está fría y no hay descarga 

• Muy alta presión 

• El orificio se ha agrandado debido al desgaste. Sustituya la válvula. 
• Válvula reductora fuera de servicio. Ponga la válvula en orden. 
• Mal funcionamiento del manómetro. Dé una lectura más baja a la presión del manómetro. 
• La línea de retorno tiene un vacío muy alto. Compruebe la presión de vacío como se recomienda. 

• No llega vapor ni condensado al purgador termodinámico 

• La tubería está obstruida. Se han retirado los materiales de obstrucción. 
• La válvula situada delante del purgador de vapor ha fallado. Sustituya la válvula. 
• Colador obstruido. Elimine la suciedad o los materiales obstruidos en el colador. 

• El mecanismo interno de la trampa tiene un fallo

• Sustituya el componente interno roto del purgador termodinámico. 

• El cuerpo de la trampa está lleno de materiales innecesarios 

• Compruebe y elimine la suciedad o cualquier material innecesario en el sifón. 
• Instalación del colador antes de utilizar el sifón. 
• Limpiar el filtro del sifón si es necesario

Cuando una trampa está caliente y no hay descarga 

• El condensado no llega al sifón 

• La válvula de derivación del purgador de vapor termodinámico tiene fugas. Compruebe la válvula y repárela.
• El tubo del sifón está roto. Sustituya el tubo roto. 
• El vacío del calentador de agua detiene el drenaje. Es necesario instalar un disyuntor de vacío entre el sifón y el intercambiador de calor. 

El purgador termodinámico está caliente y pierde vapor

• La válvula no asienta 

• Las piezas de la válvula están desgastadas. Sustituya la válvula.
• Se ha atascado algo de suciedad en el orificio. Retire la suciedad. 

Trampa de vapor termodinámica de flujo continuo 

• El tamaño de la trampa es muy pequeño

• Utilice una trampa más grande o emplee más trampas en una línea. 

 

Resumen 

Una trampa de vapor termodinámica es una trampa de equipo versátil y compacta pensada para una amplia gama de aplicaciones de presión. Estas trampas emplean un diseño simple y pueden operar tanto en posición vertical como horizontal. Tales características hacen que las trampas de vapor termodinámicas sean más comunes para su uso en diferentes aplicaciones tales como rasgado, trazado y otras aplicaciones de procesos ligeros. Dos tipos de purgadores de vapor termodinámicos son el purgador de vapor de disco termodinámico y el purgador de vapor de impulso termodinámico. Entre los dos tipos, el de disco es el más demandado porque el de impulso tiende a tener fugas de vapor piloto y puede fallar incluso cuando se trabaja con una ligera cantidad de suciedad. 

En el purgador de vapor de disco termodinámico, el flujo de condensado se controla mediante un disco de válvula que se abre y se cierra contra un asiento de válvula. Esta válvula está separada de otras partes de la trampa para descansar sobre el asiento de la válvula. Durante el arranque de una trampa de vapor de impulsos termodinámicos, la válvula que descansa sobre el asiento deja paso al flujo a través de la holgura entre el cilindro y el pistón. Cuando se incrementa el flujo de condensado y aire, la válvula se levanta dando lugar a un mayor flujo. Estas trampas de vapor termodinámicas son utilizadas en varias aplicaciones tales como descarga de trazas, drenaje por goteo y aplicaciones de proceso entre otras. Las trampas de vapor termodinámicas tienen excelentes características que les dan varias ventajas comparadas con otras trampas tales como la capacidad de manejar el alto flujo, capacidad de trabajar en sobrecalentamiento y alta presión, capacidad de manejar venteo de aire, pueden trabajar en un amplio rango de presión entre otras.