Coletor de vapor de caçamba invertida

Um purgador de balde invertido é um purgador mecânico que funciona empregando o princípio da diferença de densidade entre a água e o vapor. O vapor que entra no purgador de balde invertido faz o balde flutuar e fecha a válvula de descarga. O condensado que entra no purgador de balde invertido altera o balde para um peso que afunda e abre a válvula de descarga do purgador para ejetar o condensado. Os fabricantes de purgadores de balde invertido projetam o purgador de forma que seja possível ventilar dióxido de carbono e ar continuamente na mesma temperatura de vapor. À medida que o balde se move para baixo e para cima no condensado, um mecanismo de ligação conectado ao balde abre ou fecha a válvula de descarga que retém o condensado ou permite que ele escape. A eficiência máxima é obtida quando o espaço de vapor é mantido livre de condensado. 

Figura: Purgador de balde invertido.

 

Como funciona o purgador de balde invertido?

Como o nome sugere, um purgador de balde invertido é composto por um balde invertido que é acoplado a uma válvula por meio de um mecanismo de alavanca. Os fabricantes de purgadores de balde invertido projetam o purgador com uma saída de ar na parte superior. A figura abaixo mostra o funcionamento de um purgador de balde invertido conforme descrito a seguir: 

1. Inicialmente, o balde está pendurado, o que faz com que a válvula seja puxada para fora de sua sede normal. Isso permite que o condensado flua na parte inferior do balde para encher o corpo e sair pela saída. 
2. Na segunda etapa, o vapor chega, fazendo com que o balde flutue. Isso faz com que ele suba e feche a saída. 
3. Na terceira etapa, o purgador de balde invertido se fecha até que o vapor do balde se condense ou borbulhe pelo orifício de ventilação na parte superior do purgador. Posteriormente, ele afunda e retira a válvula principal de sua sede. O condensado acumulado é liberado e o ciclo começa novamente. 

Na etapa (ii), chegar ao purgador no início faz o balde flutuar e fecha a válvula. O orifício de ventilação no balde é necessário para permitir que o ar escape para a parte superior do purgador de balde invertido para a descarga final por meio da sede da válvula principal. O diferencial de pressão e o orifício são pequenos, fazendo com que o purgador seja lento ao ventilar o ar. 

Funcionamento de um purgador de balde invertido

 

Tipos de purgadores de balde invertido

Os tipos de purgadores de balde invertido variam em termos de materiais usados para fazer o corpo e as configurações da tubulação. Dessa forma, os tipos são discutidos a seguir. 

Purgador de balde invertido totalmente em aço inoxidável

Esse é um purgador de balde invertido cujo corpo é feito de aço inoxidável à prova de violação para permitir que ele resista ao congelamento sem danos. Esses purgadores podem ser usados em gotejamentos externos, linhas de rastreamento e serviços que podem estar sofrendo congelamento. Ele pode trabalhar em altas temperaturas de até 427 ^oC e pressões de 4,5 mega Pascal 

Purgadores de balde invertido de ferro fundido 

São purgadores de balde invertido feitos de material de ferro fundido. Esse tipo de purgador é usado para serviços gerais a uma pressão de cerca de 1,7 mega Pascal e 232 ^oC. Os fabricantes de purgadores de balde invertido fabricam esses purgadores com conexões laterais que têm filtros básicos e conexões de saída superior e entrada inferior. 

Purgador de balde invertido de aço forjado 

Este é um purgador de balde invertido feito de material de aço forjado e usado em alta temperatura e alta pressão, inclusive em aplicações de vapor superaquecido. Esses purgadores podem suportar temperaturas muito altas, em torno de 560 ^oC e pressões de 18,6 mega Pascal. 

Purgador de balde invertido de aço inoxidável fundido 

São purgadores de balde invertido destinados a aplicações corrosivas e de alta capacidade. Esses purgadores são reparáveis e podem suportar pressões de cerca de 4,7 mega Pascal e 263^oC. 

 

Características de um purgador de balde invertido 

• A sujeira e os sedimentos são mantidos em suspensão até serem ejetados com o condensado. 
• O purgador de balde invertido drena completamente o condensado na temperatura de saturação. 
• Eles têm apenas duas partes principais: a caçamba e o mecanismo de alavanca. 
• O purgador de balde invertido não causa sub-resfriamento do condensado. 
• Não tolera temperaturas congelantes. 
• Os ciclos estão totalmente fechados ou abertos, o que pode causar ruído. 
• Preparado manualmente para melhorar a vedação contra água. 

 

Aplicações do purgador de balde invertido 

• Usado em máquinas de lavar roupa. 
• Eles são usados em separadores de vapor. 
• Eles são usados no coletor de gotejamento principal do processo para aprimorar as operações contínuas. 
• Trocadores de calor sem ajustar o regulador de vapor.
• Eles são usados em áreas em que o condensado precisa ser elevado ou fluir para uma linha de retorno úmida. 
• Ele é usado em chaleiras basculantes e sifões. 
• Aplicações de alta pressão. 
• Secadores de rolos.

 

Características do purgador de balde invertido 

• Os componentes internos são feitos de aço inoxidável para torná-los resistentes à corrosão. 
• Os corpos são feitos de ferro fundido, que é muito resistente, o que aumenta a vida útil longa e confiável da armadilha. 
• Possuem uma ampla gama de pressões de assento disponíveis.
• Eles têm tampas fáceis de remover para facilitar a manutenção em linha.
• Projetado com um filtro opcional para reduzir o número de conexões de tubulação. 
• Eles são fabricados com uma abertura opcional para aumentar a rapidez do aquecimento. 

 

Vantagens do purgador de balde invertido 

• Ele pode suportar altos níveis de pressão. 
• Tem ampla tolerância para impedir condições de golpe de aríete. 
• Esses purgadores podem ser usados em aplicações de vapor superaquecido com o uso de uma válvula de retenção na seção de entrada. 
• Possui modo de falha sempre aberto, o que o torna seguro quando usado em aplicações que necessitam desse design, como o dreno da turbina. 
• Os fabricantes de purgadores de balde invertido aplicam o conceito que faz com que esses purgadores economizem energia mesmo em casos de desgaste. Esses purgadores podem se fechar ou abrir suavemente, o que minimiza o desgaste em relação a outros purgadores. 
• Feita de materiais resistentes à corrosão. Materiais como aço inoxidável, ferro fundido e aço forjado são usados para fabricar diferentes tipos dessas armadilhas. Esses materiais são muito fortes e resistentes à corrosão e ao desgaste, sendo, portanto, econômicos. 
• Oferece ventilação automática e contínua de dióxido de carbono e ar, sem a ameaça de retenção de ar ou atraso no resfriamento. 
• Pode operar contra contrapressão. Esse purgador não tem efeito grave sobre a operação do purgador, exceto pela redução de sua capacidade devido à baixa pressão diferencial. 
• Livre de sujeira. O purgador de balde invertido é livre de sujeira, pois a sede e a válvula estão localizadas na parte superior, longe das partículas grandes de sujeira que caem no fundo. 

 

Desvantagens dos purgadores de balde invertido

• Esses purgadores ejetam o ar muito lentamente devido a orifícios de tamanho pequeno na face superior da caçamba. Não é recomendável aumentar esse orifício, pois isso faria com que o vapor passasse rapidamente durante o trabalho normal. 
• É necessário ter sempre água suficiente no corpo para vedar o balde. Se essa vedação de água for perdida, o vapor será perdido por meio da válvula de saída. Isso pode acontecer com frequência quando há uma queda repentina da pressão do vapor. Isso pode fazer com que parte do condensado no purgador entre no vapor. Dessa forma, o balde não flutuaria, afundando, e o vapor vivo passaria pelo orifício. 
• Pode ser necessária uma válvula de retenção na seção de entrada se o purgador tiver de ser usado em locais onde se espera que a planta tenha flutuação de pressão. A água e o vapor podem fluir livremente na direção indicada, mas um fluxo reverso não é possível porque a válvula de retenção seria forçada em sua sede. 
• Um purgador de balde invertido com vapor superaquecido em uma temperatura alta pode facilmente perder a vedação da água. Em tais condições, uma válvula de retenção seria muito necessária. Alguns fabricantes de vapor de balde invertido projetam o purgador com uma válvula de retenção integral padrão. 
• É provável que esses purgadores sejam danificados devido ao congelamento se a instalação for feita em uma posição exposta a condições ambientais abaixo de zero. Isso exigiria um revestimento adequado para ajudar a superar esse problema, se ele não for muito grave. 
• Possui um orifício destinado a funcionar até uma determinada pressão diferencial máxima. Se o purgador for submetido a uma pressão diferencial maior do que a recomendada, ele se fechará e, portanto, não descarregará o condensado. 

 

Solução de problemas do purgador de balde invertido 

A pressão é muito alta 

• Orifício ampliado devido ao desgaste. Substitua-o. 
• A pressão do medidor de uma caldeira está com defeito. Defina uma leitura mais baixa. 
• Verifique se a pressão que entra no purgador está de acordo com o recomendado. 
• A linha de retorno cria uma linha de alto vácuo que aumenta a pressão diferencial. 

O purgador de balde invertido não recebe vapor ou condensado 

• Juntas da tubulação ou do cotovelo entupidas. Verifique as juntas e os cotovelos para remover o material entupido. 
• Válvula com defeito. Verifique qualquer válvula com defeito que possa alterar o fluxo e substitua-a, se necessário. 
• Um filtro entupido na frente do purgador. Verifique se há um filtro entupido e desbloqueie-o.

Um mecanismo interno defeituoso no purgador de balde invertido 

• Verifique se o mecanismo interno do purgador está quebrado e conserte-o ou substitua-o conforme necessário. 

O corpo do purgador de balde invertido está cheio de detritos 

• Limpe o filtro para remover a sujeira. 
• Monte o filtro antes do purgador. 

A caçamba está entupida

• Instale o filtro de purga na frente. 
• Limpe a abertura da caçamba com um esfregão. 

Sem descarga do purgador de balde invertido 

• Não há condensado no purgador. Isso pode ser devido a um cano quebrado. Verifique o tubo do sifão. Devido ao aquecedor de água com vácuo, que pode impedir a drenagem. Instale um disjuntor a vácuo. 

Perda de vapor 

• A válvula não está encaixada corretamente. Sujeira no orifício. Remova a sujeira. 
• Peças desgastadas do purgador. Verifique todas as peças desgastadas e substitua-as. 

Purgador de balde invertido com perda de escorva 

• Feche a válvula do purgador de entrada por alguns minutos e, em seguida, abra-a gradualmente e veja se o purgador recuperou a pressão. A perda de primário pode ocorrer devido a quedas de pressão frequentes ou repentinas. Além disso, verifique se as válvulas de retenção estão funcionando. 

Purgador de balde invertido com fluxo contínuo 

• O coletor é muito pequeno. Substitua-a por uma armadilha maior. Você também pode usar armadilhas extras em uma linha. 
• Condições anormais da água. Isso pode ser devido à escorva da caldeira ou à formação de espuma, que causa mais fluxo de água nas linhas de vapor. Retifique as condições da água de alimentação. 

O purgador está funcionando, mas as unidades não estão aquecendo adequadamente 

• Instale purgadores de vapor de balde invertido em cada unidade. 
• As armadilhas usadas são pequenas para a tarefa. Instale uma armadilha de tamanho maior. 

O purgador de balde invertido falha se estiver conectado à linha de retorno 

• A linha de retorno é muito pequena. Use uma linha de retorno maior. 
• Linha de retorno bloqueada. Remova os materiais que estão causando o bloqueio. 

 

Resumo 

Um purgador de balde invertido é um purgador mecânico que funciona empregando o conceito de diferenças de densidade entre a água e o vapor. O vapor entra em um balde invertido e faz com que esse balde flutue, fechando a válvula de descarga. O condensado que entra nesse purgador altera o peso do balde, fazendo-o afundar e abrir a válvula do purgador para ejetar o condensado. Uma vantagem do purgador de balde invertido é que ele pode liberar dióxido de carbono e ar continuamente na temperatura do vapor.

Os purgadores de balde invertido são usados em diferentes aplicações, como aplicações de alta pressão, separadores de vapor, chaleiras basculantes, equipamentos de lavanderia, trocadores de calor, entre outros. As características dos purgadores de balde invertido são: balde de duas peças móveis e mecanismo de alavanca, modo de falha normal aberto, capacidade de tolerar golpes de aríete, componentes internos feitos de aço inoxidável e outros materiais fortes que podem resistir à corrosão. Esses purgadores são vantajosos porque podem suportar altas pressões, podem trabalhar em linhas de vapor superaquecido, são seguros porque seu modo de falha é sempre aberto, economizam energia com pouco desgaste, são livres de sujeira em relação a outros purgadores e podem operar contra contrapressão.