Mekanik buhar kapanları, buhar ve yoğuşma suyu arasındaki yoğunluk farkını dikkate alarak çalışır. Sürekli olarak büyük hacimli yoğuşma suyunu geçirirler ve çok çeşitli proses uygulamaları için uygundurlar. Çeşitleri arasında şamandıralı ve ters kova tipi buhar kapanları bulunur.

Bilyalı Şamandıralı Buhar Kapanları (Mekanik Buhar Kapanları)

Şamandıralı kapanlar, buhar ve yoğuşma suyu arasındaki yoğunluk farkını algılayarak çalışır. Sağdaki resimde gösterilen kapan örneğinde (hava vanalı bir şamandıralı kapan), kapana ulaşan yoğuşma suyu şamandıranın yükselmesine, vananın yuvasından kalkmasına ve sönmesine neden olur.

Modern sifonlar, sağdaki fotoğrafta gösterildiği gibi (Regülatörlü Havalandırma Delikli Şamandıralı Sifonlar) regülatör havalandırma delikleri kullanır. Bu, sifon yoğuşmayı da yönetirken ilk havanın geçmesine olanak tanır.

Otomatik havalandırma sistemi, yoğuşma seviyesinin üzerindeki buhar bölgesinde bulunan, regülatörlü buhar kapanına benzer dengeli basınçlı bir balon tertibatı kullanır.

İlk hava salındığında, geleneksel çalışma sırasında hava veya diğer yoğuşmayan gazlar birikene ve hava/buhar karışımının sıcaklığı düşürülerek açılana kadar kapalı kalır.

Regülatör havalandırması, soğuk çalıştırmalar sırasında yoğuşma kapasitesini önemli ölçüde iyileştirme gibi ek bir fayda sağlar.

Geçmişte, sistemde su darbesi oluştuğunda, regülatör havalandırma deliğinde bir miktar zayıflık meydana geliyordu. Su darbesi şiddetliyse, top bile kırılabiliyordu. Ancak modern şamandıralı tuzaklarda, havalandırma deliği kompakt, çok güçlü, tamamen paslanmaz çelik bir kapsül olabilir ve top üzerinde kullanılan modern kaynak teknikleri, tüm şamandırayı su darbesi durumlarında çok güçlü ve güvenilir hale getirir.

Bazı açılardan, şamandıralı termostatik buhar kapanı, mükemmel bir buhar kapanına en yakın şeydir. Buhar basıncı nasıl değişirse değişsin, yoğuşma suyu üretildikten sonra mümkün olan en kısa sürede tahliye edilecektir.

Şamandıralı Termostatik Buhar Kapanlarının Avantajları

Bu kapan, yoğuşmayı sürekli olarak buhar sıcaklığında tahliye eder. Bu özelliği sayesinde, sağlanan ısıtılmış yüzey alanının ısı transfer hızının yüksek olduğu uygulamalar için idealdir.

Hem büyük hem de küçük yoğuşma suyu yüklerini eşit derecede iyi bir şekilde yönetir ve basınç veya akıştaki geniş ve beklenmedik dalgalanmalardan etkilenmez.

Otomatik havalandırma sistemi takılı olduğu sürece, sifon havayı tahliye etmekte serbesttir.

Boyutuna göre, bu olağanüstü bir kapasite.

Buhar kilidi tahliye vanasına sahip versiyon, su darbesine dayanıklı herhangi bir buhar kilidi için tamamen uygun olan tek kapan türüdür.

Şamandıralı Termostatik Buhar Kapanlarının Dezavantajları

Ters kova tipi kapanlar kadar hassas olmasalar da, şamandıralı kapanlar da şiddetli faz değişimlerinden zarar görebilir ve açık bir yere monte edilecekse ana gövde geride kalmalı ve/veya küçük bir ikincil ayar tahliye kapanı ile desteklenmelidir.

Tüm mekanik kapanlarda olduğu gibi, değişken basınç aralığında çalışabilmesi için tamamen farklı bir iç yapıya ihtiyaç duyulur. Daha yüksek diferansiyel basınçlarda çalışmak üzere tasarlanmış kapanların, şamandıranın kaldırma kuvvetini dengelemek için daha küçük açıklıkları vardır. Kapan beklenenden daha yüksek bir diferansiyel basınca maruz kalırsa, kapanır ve yoğuşmayı geçirmez.

Ters Kova Tipi Buhar Kapanları (Mekanik Buhar Kapanları)

(i) Varil sarkarak vanayı yuvasından çıkarır. Yoğuşma suyu kovanın altından akar, kovayı doldurur ve çıkıştan akar.

(ii) Buharın gelmesiyle varil yükselir ve çıkış deliğini kapatır.

(iii) Kovadaki buhar yoğunlaşana veya havalandırma deliğinden kapan gövdesinin üst kısmına doğru kabarcıklar halinde çıkana kadar kapan kapalı kalır. Ardından buhar aşağı iner ve vananın büyük bir kısmını yuvasından çeker. Biriken yoğuşma suyu boşaltılır ve döngü devam eder.

(ii)'de, çalıştırma sırasında kapanın içine ulaşan hava, kova kaldırma kuvveti sağlayacak ve vanayı kapatacaktır. Kova havalandırması, havanın kapanın üst kısmına kaçmasını ve nihayetinde vana yuvalarının çoğundan boşaltılmasını sağlamak için önemlidir. Küçük delikler ve küçük basınç farklarıyla, kapanlar havayı tahliye etmede nispeten yavaştır. Aynı zamanda, hava temizlendikten sonra kapanın çalışması için belirli miktarda buharın geçmesi (ve dolayısıyla israf edilmesi) gerekir. Kapanın dışına yerleştirilen paralel havalandırmalar, çalıştırma süresini azaltır.

AvantajlarıTers Kova Buhar Kapanları

Ters kova tipi buhar kapanı, yüksek basınca dayanacak şekilde tasarlanmıştır.

Yüzen termostatik buharlı yem gibi, su darbesi koşullarına karşı oldukça dayanıklıdır.

Bu ürün, oluğa bir çek valf eklenerek aşırı ısıtılmış buhar hattında kullanılabilir.

Arıza modu bazen açık olduğundan, türbin drenajı gibi bu işlevi gerektiren uygulamalar için daha güvenlidir.

Ters Kova Tipi Buhar Kapanlarının Dezavantajları

Kovanın üst kısmındaki açıklığın küçük olması, bu kapanın havayı çok yavaş bir şekilde tahliye edeceği anlamına gelir. Normal çalışma sırasında buhar çok hızlı geçeceği için açıklık büyütülemez.

Buhar kapanının gövdesinde, kovanın kenarında sızdırmazlık sağlayacak kadar su bulunmalıdır. Eğer kapan su sızdırmazlığını kaybederse, buhar çıkış vanasından dışarı atılır. Bu durum, buhar basıncında ani bir düşüşün olduğu uygulamalarda sıklıkla meydana gelir ve kapan gövdesindeki yoğuşmanın bir kısmı buhara dönüşür. Varil kaldırma kuvvetini kaybeder ve batar, böylece taze buhar tahliye deliklerinden geçer. Yeterli miktarda yoğuşma buhar kapanına ulaştığında, buhar israfını önlemek için tekrar su sızdırmazlığı sağlanabilir.

Tesis basıncında dalgalanmaların beklendiği bir uygulamada ters kova tipi buhar kapanı kullanılıyorsa, kapanın önüne giriş hattına bir çek valf takılmalıdır. Buhar ve su belirtilen yönde serbestçe akabilirken, çek valf yuvasına bastırıldığı için ters akış mümkün değildir.

Aşırı ısıtılmış buharın yüksek sıcaklığı, ters kova tipi buhar kapanının su sızdırmazlığını kaybetmesine neden olabilir. Bu gibi durumlarda, kapanın önüne bir çek valf takılması şarttır. Çok az sayıda ters kova tipi buhar kapanı, standart olarak entegre bir "çek valf" ile üretilmektedir.

Ters kova tipi bir sifon, sıfırın altındaki sıcaklıklara yakın bir ortamda açıkta bırakılırsa, faz değişiminden zarar görebilir. Farklı mekanik sifon türlerinde olduğu gibi, koşullar çok sert değilse, uygun yalıtım bu eksikliği giderecektir. Beklenen çevre koşulları sıfırın çok altındaysa, işi yapacak birçok güçlü sifon dikkatlice değerlendirilmelidir. Ana drenaj hattı söz konusu olduğunda, termodinamik bir sifon birincil tercih olacaktır.

Şamandıralı kapan gibi, ters kova tipi kapanın açıklığı da maksimum basınç farkını karşılayacak şekilde tasarlanmıştır. Kapan beklenenden daha yüksek bir basınç farkına maruz kalırsa, kapanır ve yoğuşma suyu geçirmez. Geniş bir basınç aralığını kapsayacak şekilde çeşitli ağız çaplarında mevcuttur.