กับดักไอน้ำแบบกลไกทำงานโดยพิจารณาความแตกต่างของความหนาแน่นระหว่างไอน้ำและน้ำควบแน่น กับดักไอน้ำชนิดนี้สามารถระบายน้ำควบแน่นปริมาณมากได้อย่างต่อเนื่อง และเหมาะสำหรับการใช้งานในกระบวนการผลิตที่หลากหลาย ประเภทต่างๆ ได้แก่ กับดักไอน้ำแบบลูกลอยและแบบถังคว่ำ
กับดักไอน้ำแบบลูกลอย (กับดักไอน้ำแบบกลไก)
กับดักไอน้ำแบบลูกลอยทำงานโดยการตรวจจับความแตกต่างของความหนาแน่นระหว่างไอน้ำและน้ำควบแน่น ในกรณีของกับดักที่แสดงในภาพด้านขวา (กับดักแบบลูกลอยที่มีวาล์วอากาศ) น้ำควบแน่นที่ไหลไปถึงกับดักจะทำให้ลูกลอยลอยขึ้น ยกวาล์วออกจากที่นั่ง และทำให้น้ำในกับดักลดลง
กับดักไอน้ำสมัยใหม่ใช้ช่องระบายอากาศแบบมีตัวควบคุม ดังแสดงในภาพด้านขวา (กับดักไอน้ำแบบลูกลอยพร้อมช่องระบายอากาศแบบมีตัวควบคุม) ซึ่งช่วยให้อากาศเริ่มต้นไหลผ่านได้ ในขณะที่กับดักไอน้ำก็จัดการกับน้ำที่ควบแน่นไปพร้อมกันด้วย
วาล์วระบายอากาศอัตโนมัติใช้ชุดถุงลมปรับแรงดันแบบสมดุลคล้ายกับกับดักไอน้ำแบบควบคุมแรงดัน ซึ่งติดตั้งอยู่ในบริเวณที่มีไอน้ำอยู่เหนือระดับน้ำควบแน่น
เมื่อปล่อยอากาศเริ่มต้นออกไป วาล์วจะยังคงปิดอยู่จนกว่าอากาศหรือก๊าซที่ไม่ควบแน่นอื่นๆ จะสะสมในระหว่างการทำงานตามปกติ และจะเปิดออกโดยการลดอุณหภูมิของส่วนผสมอากาศ/ไอน้ำ
ช่องระบายอากาศของตัวควบคุมมีประโยชน์เพิ่มเติมคือช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการควบแน่นอย่างมากในระหว่างการสตาร์ทเครื่องยนต์ในสภาพอากาศเย็น
ในอดีต หากเกิดปรากฏการณ์ค้อนน้ำในระบบ วาล์วระบายอากาศของตัวควบคุมแรงดันมักมีความอ่อนแอในระดับหนึ่ง หากค้อนน้ำรุนแรงมาก แม้แต่ลูกบอลก็อาจแตกได้ อย่างไรก็ตาม ในระบบดักน้ำแบบลูกลอยสมัยใหม่ วาล์วระบายอากาศสามารถเป็นแคปซูลสแตนเลสทั้งหมดขนาดกะทัดรัดและแข็งแรงมาก และเทคนิคการเชื่อมสมัยใหม่ที่ใช้กับลูกบอลทำให้ลูกลอยทั้งหมดมีความแข็งแรงและเชื่อถือได้มากในสถานการณ์ค้อนน้ำ
ในบางแง่ กับดักไอน้ำแบบลูกลอยนั้นใกล้เคียงกับกับดักไอน้ำที่สมบูรณ์แบบที่สุด ไม่ว่าความดันไอน้ำจะเปลี่ยนแปลงอย่างไร ไอน้ำก็จะถูกระบายออกโดยเร็วที่สุดหลังจากที่เกิดการควบแน่นแล้ว
ข้อดีของวาล์วควบคุมไอน้ำแบบเทอร์โมสแตติกชนิดลูกลอย
กับดักไอน้ำจะระบายคอนเดนเสทที่อุณหภูมิระดับไอน้ำอย่างต่อเนื่อง ทำให้เป็นตัวเลือกที่เหมาะสมที่สุดสำหรับงานที่ต้องการอัตราการถ่ายเทความร้อนสูงต่อพื้นที่ผิวที่ได้รับความร้อน
สามารถรับมือกับปริมาณน้ำควบแน่นมากหรือน้อยได้อย่างดีเยี่ยม และไม่ได้รับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงความดันหรืออัตราการไหลที่กว้างและไม่คาดคิด
ตราบใดที่มีการติดตั้งช่องระบายอากาศอัตโนมัติ ท่อดักกลิ่นก็จะสามารถระบายอากาศได้อย่างสะดวก
เมื่อเทียบกับขนาดของมันแล้ว ถือว่ามีความสามารถที่เหนือกว่ามาตรฐานมาก
รุ่นที่มีวาล์วปล่อยไอน้ำสำหรับล็อกไอน้ำเป็นกับดักไอน้ำเพียงรุ่นเดียวที่เหมาะสมอย่างสมบูรณ์สำหรับล็อกไอน้ำทุกประเภทที่ทนต่อแรงดันน้ำกระแทก
ข้อเสียของวาล์วไอน้ำแบบเทอร์โมสแตติกชนิดลูกลอย
แม้ว่าจะไม่เปราะบางเท่ากับกับดักแบบถังคว่ำ แต่กับดักแบบลูกลอยก็อาจเสียหายได้จากการเปลี่ยนแปลงสถานะอย่างรุนแรง และหากจะติดตั้งในตำแหน่งที่เปิดโล่ง ควรหุ้มฉนวนตัวกับดักหลัก และ/หรือเสริมด้วยกับดักระบายน้ำปรับระดับขนาดเล็กเพิ่มเติม
เช่นเดียวกับกับดักไอน้ำแบบกลไกทั้งหมด โครงสร้างภายในที่แตกต่างกันอย่างสิ้นเชิงเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการทำงานในช่วงความดันที่แปรผันได้ กับดักที่ออกแบบมาเพื่อทำงานที่ความดันแตกต่างสูงกว่าจะมีรูเปิดที่เล็กกว่าเพื่อรักษาสมดุลของแรงลอยตัวของลูกลอย หากกับดักได้รับความดันแตกต่างสูงกว่าที่คาดไว้ มันจะปิดและน้ำกลั่นตัวจะไม่ไหลผ่าน
กับดักไอน้ำแบบถังคว่ำ (กับดักไอน้ำเชิงกล)
(i) ถังยุบตัวลง ทำให้วาล์วหลุดจากที่นั่ง คอนเดนเสทไหลไปใต้ก้นถัง เติมเต็มถัง และไหลออกไปทางช่องระบาย
(ii) ไอน้ำที่เข้ามาทำให้ถังลอยขึ้น จากนั้นจึงลอยขึ้นไปปิดทางออก
(iii) กับดักจะปิดอยู่จนกว่าไอน้ำในถังจะควบแน่นหรือเดือดผ่านรูระบายอากาศขึ้นไปด้านบนของตัวกับดัก จากนั้นไอน้ำจะจมลง ดึงวาล์วส่วนใหญ่ให้หลุดออกจากที่นั่ง น้ำควบแน่นที่สะสมอยู่จะถูกระบายออก และวงจรจะดำเนินต่อไปเรื่อยๆ
ในข้อ (ii) อากาศที่เข้าสู่กับดักในช่วงเริ่มต้นจะทำให้ถังลอยตัวและปิดวาล์ว ช่องระบายอากาศของถังมีความสำคัญเพื่อให้ลมสามารถระบายออกไปยังด้านบนของกับดักเพื่อระบายออกทางที่นั่งวาล์วส่วนใหญ่ ในกรณีที่รูเล็กและแรงดันแตกต่างกันเล็กน้อย กับดักจะระบายอากาศได้ค่อนข้างช้า ในขณะเดียวกัน ไอน้ำจำนวนหนึ่งจะต้องไหลผ่าน (และทำให้สูญเปล่า) เพื่อให้กับดักทำงานได้หลังจากอากาศถูกระบายออกไปแล้ว ช่องระบายอากาศแบบขนานที่ติดตั้งอยู่นอกกับดักจะช่วยลดเวลาในการเริ่มต้นทำงาน
ข้อดีของกับดักไอน้ำแบบถังคว่ำ
กับดักไอน้ำแบบถังคว่ำถูกสร้างขึ้นเพื่อต้านทานแรงดันสูง
มันคล้ายกับเหยื่อไอน้ำแบบลอยตัวที่ควบคุมอุณหภูมิได้ และทนต่อสภาวะแรงดันน้ำกระแทกได้ดีมาก
สามารถนำไปใช้กับท่อไอน้ำร้อนยวดยิ่งได้ โดยเพิ่มวาล์วกันกลับเข้าไปในร่อง
บางครั้งโหมดความล้มเหลวอาจเป็นแบบเปิด ดังนั้นจึงปลอดภัยกว่าสำหรับแอปพลิเคชันที่ต้องการฟังก์ชันนี้ เช่น การระบายน้ำของกังหัน
ข้อเสียของกับดักไอน้ำแบบถังคว่ำ
เนื่องจากช่องเปิดด้านบนของถังมีขนาดเล็กมาก ทำให้ท่อระบายอากาศนี้ระบายอากาศได้ช้ามาก ไม่สามารถขยายช่องเปิดให้ใหญ่ขึ้นได้ เพราะไอน้ำจะไหลผ่านเร็วเกินไปในระหว่างการทำงานปกติ
ควรมีน้ำเพียงพอในตัวดักไอน้ำเพื่อทำหน้าที่เป็นซีลรอบขอบถัง หากตัวดักไอน้ำสูญเสียซีลน้ำ ไอน้ำจะสูญเปล่าผ่านวาล์วทางออก ซึ่งมักเกิดขึ้นในแอปพลิเคชันที่มีความดันไอน้ำลดลงอย่างกะทันหัน ทำให้คอนเดนเสทบางส่วนในตัวดักไอน้ำ "ระเหย" กลายเป็นไอน้ำ ถังจะสูญเสียการลอยตัวและจมลง ทำให้ไอน้ำใหม่ไหลผ่านรูระบายได้ เฉพาะเมื่อมีคอนเดนเสทเพียงพอไปถึงตัวดักไอน้ำแล้วเท่านั้น จึงจะสามารถปิดผนึกด้วยน้ำได้อีกครั้งเพื่อป้องกันการสูญเสียไอน้ำ
หากใช้กับดักไอน้ำแบบถังคว่ำในงานที่คาดว่าจะเกิดความผันผวนของความดันในโรงงาน ควรติดตั้งวาล์วกันกลับในท่อทางเข้าก่อนถึงกับดัก ไอน้ำและน้ำสามารถไหลได้อย่างอิสระในทิศทางที่ระบุ ในขณะที่การไหลย้อนกลับเป็นไปไม่ได้เนื่องจากวาล์วกันกลับถูกกดแนบกับที่นั่งของมัน
อุณหภูมิสูงของไอน้ำร้อนยวดยิ่งอาจทำให้กับดักไอน้ำแบบถังคว่ำสูญเสียการปิดผนึกด้วยน้ำ ในกรณีเช่นนี้ ควรพิจารณาว่าวาล์วกันกลับที่ติดตั้งก่อนกับดักเป็นสิ่งจำเป็น กับดักไอน้ำแบบถังคว่ำส่วนใหญ่ไม่ได้ผลิตมาพร้อมกับวาล์วกันกลับแบบติดตั้งในตัวเป็นมาตรฐาน
หากกับดักน้ำแบบถังคว่ำถูกปล่อยทิ้งไว้ในที่ที่มีอุณหภูมิต่ำกว่าจุดเยือกแข็ง อาจเกิดความเสียหายจากการเปลี่ยนแปลงสถานะได้ เช่นเดียวกับกับดักน้ำแบบกลไกชนิดต่างๆ การหุ้มฉนวนอย่างเหมาะสมจะช่วยลดข้อเสียนี้ได้หากสภาพแวดล้อมไม่รุนแรงเกินไป แต่หากสภาพแวดล้อมที่คาดการณ์ไว้ต่ำกว่าจุดเยือกแข็งมาก ควรพิจารณาเลือกใช้กับดักน้ำที่มีประสิทธิภาพสูงหลายชนิด ในกรณีของท่อระบายน้ำหลัก กับดักน้ำแบบเทอร์โมไดนามิกจะเป็นตัวเลือกหลัก
เช่นเดียวกับกับดักน้ำลอย กับดักน้ำแบบถังคว่ำได้รับการออกแบบให้รองรับความแตกต่างของแรงดันสูงสุด หากกับดักได้รับความแตกต่างของแรงดันสูงกว่าที่คาดไว้ มันจะปิดและน้ำกลั่นตัวจะไหลผ่าน มีให้เลือกหลายขนาดรูเปิดเพื่อรองรับแรงดันที่หลากหลาย
วันที่เผยแพร่: 1 กันยายน 2023