Disk tipi Buhar Kapanları Nasıl Çalışır?
Termodinamik tip kondenstoplar, kompakt boyutları ve geniş bir basınç aralığında çok yönlülükleri nedeniyle değerlidir. Basit bir yapıya sahip olabilirler ve yatay veya dikey pozisyonlarda çalışabilirler. Bu özellikler, termodinamik buhar kapanlarını çok çeşitli izleme, damlama ve belirli hafif proses buhar uygulamaları için tercih edilen bir seçim haline getirir.
İki tip: disk ve darbe
Termodinamik kondenstopların iki temel kategorisi vardır: Termodinamik Disk ve Termodinamik Darbe. İkisinden disk kapanları en yaygın olarak kullanılır, çünkü belki de darbe tuzakları pilot buharı sızdırabilir ve pilot kanalını tıkayan az miktarda kir varlığında bile arızalanabilir. Bu nedenlerden dolayı, bu makale yalnızca disk tipi tuzakları kapsayacaktır.
| Disk Tipi ve Darbe Tipi Kondenstoplar |
|---|
|
|
| Disk tipi kondenstoplarda, düz disk valfe etki eden kuvvetlerdeki değişikliklere göre valf açılır ve kapanır. Darbe tipi tuzaklarda, piston diskinin hareketi akışı kontrol eder. Gövde, akışı artırmak veya sınırlamak için ayarlanabilir. Hem disk tipi hem de darbe tipi termodinamik tuzaklar, yoğuşmayı aralıklı olarak boşaltır. |
Termodinamik diskli bir kondenstopta, yoğuşma suyunun akışı, valf yuvasına karşı açılıp kapanan dairesel şekilli bir valf kafası (valf diski) tarafından kontrol edilir. Valf diski, kondenstopun diğer tüm parçalarından ayrılır ve valf yuvasının üzerine oturur.
| Disk Tipi Kondenstop |
|---|
|
|
| Valf diski valf yatağından yükseldiğinde valf açılır. |
Valf yuvası iki eşmerkezli halkadan (yuva halkaları) oluşur: bir iç halka ve bir dış halka. İç halka, sıvı giriş deliğini çıkış deliğinden/deliklerinden ayırır ve çıkışa giden buharın kısa devre yapmasını önler. Dış halka, diskin üzerindeki basınç odasından çıkışa buhar sızıntısını kontrol eder.
Termodinamik Disk Kondenstopların Faydaları
| Yarar | Sebep |
|---|---|
| Kurulumu kolay | Kompakt |
| Dikey veya yatay konumda monte edilebilir | |
| Kolay Seçim ve Depolama | Tek bir tuzak çok çeşitli basınçları kapsayabilir |
| Kızgın buharda kullanılabilir | Su sızdırmazlığına gerek yok |
| Donmadan kaynaklanan hasara karşı son derece dayanıklı | Tuzak gövdesinin içinde çok az su kalıyor |
| Düşük Başlangıç Maliyeti | Nispeten basit yapı |
Termodinamik Disk Buhar Kapanlarının Sınırlamaları
| Sınırlama | Sebep |
|---|---|
| Daha kısa kullanım ömrü | Çalışma mekanizması, valf triminin aşınmasına neden olur |
| Daha fazla buhar kaybı | Hiçbir su sızdırmazlığı, yoğuşma suyu tahliyesi sırasında buhar kaybına neden olamaz |
| Çevre koşullarına duyarlı | Yağmur ve/veya soğuk hava yüksüz çalıştırmaya neden olabilir |
| Gürültülü | Çalışma mekanizması, yüksek hacimde yoğuşmanın neredeyse anında salınmasına neden olur ve bu da diğer birçok kondenstop türünden daha fazla gürültü yaratır |
Termodinamik Disk Buhar Kapanlarının Çalışma Mekanizması
Termodinamik disk buhar kapanları aralıklı, döngüsel bir çalışma karakteristiğine sahiptir. Bir disk ve yuva halkalarından oluşan valf mekanizması, kondensi birkaç saniyeliğine boşaltmak için açılır; ve daha sonra yeni bir deşarj döngüsü başlayana kadar genellikle daha uzun bir süre kapanır.
Termodinamik disk kondenstoplarının açılma ve kapanma hareketi, valf diskinin alt ve üst taraflarına etki eden kuvvetlerin farklılığından kaynaklanır. Bu kuvvetler esas olarak ilgili tipik sıvıların kinetik ve basınç enerjisindeki değişikliklere dayanır: hava, yoğuşma ve buhar.
Başlatma sırasında, hat basıncında hava ve/veya kondensattan (ve hatta bazen buhardan) oluşan gelen sıvılar, valf diskinin altına bir Açma Kuvveti (Kaldırma Kuvveti) uygular; böylece yükselmesine ve açılmasına neden olur. Bu Açma Kuvveti, yoğuşma suyu akışına izin vermek için diski yuvadan kaldırır. Bir sonraki bölümde, disk mekanizmasının açıldıktan sonra nasıl kapandığı açıklanmaktadır.
Durum 1: Açık Konumdan Kapalı Konuma (Termodinamik Açıklama)
Açık konumdayken, disk valfine etki eden iki ana kuvvet vardır: diskin üstündeki basınç odasındaki buhar ve diskin alt tarafından geçen buhar. Vanayı açmak ve kapatmak için hareket eden bu buhar, Kontrol Buharı olarak bilinir.
| Disk Valf Kapatma |
|---|
|
|
| Buhar, valf diskinin altından hızla aktığında, diskin altındaki basınç azalır. Valf diski daha sonra hazne içindeki daha yüksek basınç nedeniyle valf yuvasına “itilir”. Bu, valfi kapatır. |
| Bernoulli Kuvvetleri İş Başında |
|---|
|
|
| Bernoulli ilkesi, bir sıvının hızındaki bir artışa basınçta bir azalma eşlik ettiğini söylüyor. |
Control Steam, flaş buhar veya canlı buhar olabilir. Yoğuşma suyu kapana girdiğinde ve basınçtaki azalma nedeniyle bir faz değişikliğine uğradığında flaş buharıdır. Yoğuşma yükünün küçük olduğu durumlarda veya tasarımdan ödün verilebileceği ve gereksiz buhar kaybına karşı koruma sağlanamayacağı durumlarda canlı buhar olabilir. En iyi tasarımlar, canlı buhar kullanımını en aza indirir veya ortadan kaldırır ve mümkün olan her yerde flaş buhar kullanarak çalışır.
Kontrol Basınç odası içindeki buhar, Basınç x Alanının bir sonucu olarak valf diskinin üstüne aşağı doğru bir kuvvet uygular. Diskin alt tarafındaki kontrol buharı, yüksek hızı nedeniyle (disk açık konumda olduğu sürece) diskin altında bir basınç düşüşüne neden olur.
Valf, biriken yoğuşma suyu tahliye edildiğinde meydana gelen buhara yakın yanıp sönen yoğuşma sıcaklığında kapanacak şekilde tasarlanmıştır. Kapatma Kuvveti, Açma (Kaldırma) Kuvvetini yenecek kadar büyük olduğunda, vana kapanır.
| Oda içindeki basınçta azalma |
|---|
|
|
| Radyant ve diğer ısı kayıpları, hazne içindeki basınçta bir azalmaya neden olur ve bu da sonunda diskin yuvasından kalkmasına ve yoğuşmayı dışarı atmasına neden olur. |
| Disk Valfe Etki Eden Kuvvetler |
|---|
|
|
| Diske etki eden iki ana kuvvet vardır, Kapatma Kuvveti ve Açma (Kaldırma) Kuvveti. |
Durum 2: Kapalı Konumdan Açık Konuma (Termodinamik Açıklama)
Kapalı konumdayken, basınç odasının içindeki buhar, valf diskine bir Kapatma Kuvveti uygular ve basınç odasını kapatır.
Zamanla, basınç odası, çevresel koşulların neden olduğu yoğuşma, radyant veya konveksiyon ısı kayıplarının içeri girmesinden ve dış koltuk halkasından meydana gelen herhangi bir sızıntıdan (aşınmış veya başka bir şekilde tehlikeye girmiş gibi) kaynaklanan iletim kayıplarından Kapatma Kuvvetini (yani basıncı) kaybeder. Kapatma Kuvveti, Açma Kuvvetinden (Kaldırma Kuvveti) daha zayıf hale geldiğinde, disk yükselir ve yoğuşmayı tekrar boşaltır.
Kapalı konumda, Kapatma Kuvveti yalnızca diskin üst kısmına etki eden buhar basıncı tarafından belirlenir. Açma Kuvveti, diskin alt tarafındaki giriş basıncı ile belirlenir. Bu Açma Kuvveti alanı, valf kapatıldığında azalır ve esasen giriş portu çapı ile sınırlıdır.
| Aşınmış valf diski ve/veya valf yuvası |
|---|
|
|
| Valf diski ve/veya valf yuvası aşındığında veya başka bir şekilde tehlikeye girdiğinde, hazne içindeki basınç daha hızlı düşer ve valfin daha sık açılıp kapanmasına neden olur. |
Basitleştirilmiş bir açıklama olarak, valf diskinin üst kısmında, alt kısımdan daha büyük bir yüzey alanı, önemli bir kuvvet farkı yaratır ve sıkı bir kapatma sağlayabilir. Yüzey alanlarındaki bu fark, diskin her iki tarafına uygulanan basınçlar benzer olsa bile valfin açılmasını engeller, bu nedenle bazı üreticiler daha etkili sızdırmazlık için daha geniş çaplı diskler kullanır. Kapatma Kuvveti, Açma Kuvvetinden daha zayıf hale geldiğinde, vana açılır ve yeni bir boşaltma döngüsü başlar.
Durum 3: Buhar Sisteminde Hava ile Açma ve Kapama (Aerodinamik Açıklama)
En azından çalıştırmada, kapana giren buhar akımı da önemli miktarda havadan oluşabilir. Hava ve buhar buharları, bir termodinamik disk kapanını kapatmak için Kapatma Kuvveti oluşturmada benzer şekilde hareket eder. Bununla birlikte, buhardan farklı olarak, diskin açılmasına izin vermek için hava çevresel koşullarda yoğunlaşmaz; Ve yaygın disk tuzakları kilitlenerek kapanabilir. Bu durum Hava Bağlama olarak bilinir. Hava bağlanması, bir drenaj arızası (soğuk tuzak) yaratan tipik bir olay olabilir ve bu fenomenle başa çıkmanın birkaç yöntemi vardır. İlgili bilgiler için lütfen bakınız: Hava Bağlama.
| Disk Buhar Kapanlarında Hava Bağlama |
|---|
|
|
| Hava buhar gibi yoğunlaşmadığı için hazne içindeki basınç düşmez ve Açma Kuvveti Kapatma Kuvvetinin üstesinden gelemez, bu da yoğuşma tahliyesini engeller. |
Disk kondenstop üreticileri, hava bağlama sorunlarıyla çeşitli şekillerde ilgilenir. Bazıları disk boyunca kasıtlı hava sızıntısı yolları oluşturur. Diğerleri, büyük miktarda havanın dışarı atılmasına yardımcı olmak için çalıştırma sırasında kullanılacak bir süzgeç üzerinde ayrı bir blöf valfi içerir. Tasarımdaki farklılıklar, normal çalışma sırasında buhar kaybını temsil edebilen fonksiyonel buhar kaybı değerlerine atıfta bulunularak belirgin olabilir. Bir kapan zaten yerleşik bir sızıntı yoluna sahipse, sızdırmazlık özelliği en baştan tehlikeye girebilir.
| Sızıntı Yolu Kullanımı |
|---|
|
|
| Bir sızıntı yolu oluşturulursa, buharın yanı sıra hava da boşaltılır ve enerji israf edilir. Valf ayrıca daha sık açılıp kapanır, bu da aşınmayı artırır ve kondenstopun ömrünü kısaltır. |
Gelişmiş Termodinamik Disk Buhar Kapanları
Bazı gelişmiş termodinamik disk tuzakları, başlatma sırasında havayı çıkarmak için çalışan yerleşik bir termostatik hava menfezine sahiptir. Bu yenilikçi özelliğe sahip disk kondenstoplar, termostatik menfezli termodinamik disk kondenstoplardır.
Çalıştırma sırasında, termostatik halka, sistemdeki hava dışarı atılana kadar diski yuvadan uzak tutar. Hava serbest bırakıldıkça, sıvı sıcaklığı yükselir ve termostatik halkanın genişlemesine ve alt dinlenme konumuna aşağı doğru hareket etmesine izin verir. Bu noktadan itibaren, valfin termodinamik disk çalışması normal şekilde gerçekleşir, ancak valf mekanizmasının havayı işlemek için yerleşik sızıntı yollarına sahip olması gerekmemesi avantajıyla.
Gelişmiş Termodinamik Disk Buhar Kapanı Örneği
| Hava sıkışması gibi sorunlara karşı koymak için, bazı disk tuzaklarına valfi zorla açmak için bimetal bir halka takılmıştır. Diğer yenilikler arasında valf diski ile valf yuvası arasında iyileştirilmiş sızdırmazlık, bir süzgecin dahil edilmesi ve değiştirilebilir bir modül aracılığıyla bakımın kolaylaştırılması yer alır. |
Bu gelişmiş tasarımın avantajı, valf mekanizmasının mümkün olduğunca sıkı bir şekilde sızdırmaz hale getirilebilmesidir, çünkü tek bir net görevi vardır: buhar sızıntısına karşı sıkıca kapatmak.
Gelişmiş termodinamik modeller, yaşam döngüsü maliyetlerini düşürmek için başka özellikler de içerebilir. Tipik iyileştirmeler şunları içerir: güvenilirliği artırmak için tam Y süzgeçleri, başlatma işlemi için blöf valfleri ve bakım maliyetini ve onarım için gereken süreyi azaltmak için tamamen değiştirilebilir iç parçalar.
Orijinal Kaynak: https://www.tlv.com/en-de/steam-info/steam-theory
