Mekaniska ångfällor fungerar genom att ta hänsyn till skillnaden i densitet mellan ånga och kondensat. De passerar kontinuerligt genom stora volymer kondensat och är lämpliga för en mängd olika processtillämpningar. Typerna inkluderar flytande och inverterade ångfällor.

Kulvattenlås (mekaniska ångfällor)

Flottörfällor fungerar genom att känna av skillnaden i densitet mellan ånga och kondensat. När det gäller fällan som visas på bilden till höger (en flottörfälla med en luftventil) orsakar kondensat som når fällan att flottören stiger, vilket lyfter ventilen från sitt säte och orsakar tömning.

Moderna kondensavledare använder regulatorventiler, som visas på bilden till höger (flytavledare med regulatorventiler). Detta gör att initial luft kan passera medan kondensavledaren också hanterar kondensat.

Den automatiska avluftaren använder en balanserad tryckblåsenhet som liknar en regulatorisk ångfälla, placerad i ångområdet ovanför kondensatnivån.

När den initiala luften släpps ut förblir den stängd tills luft eller andra icke-kondenserbara gaser ansamlas under konventionell drift och öppnas genom att sänka temperaturen på luft/ångblandningen.

Regulatorventilen ger den extra fördelen att den avsevärt förbättrar kondenskapaciteten vid kallstarter.

Förr i tiden, om det fanns vattenslag i systemet, var regulatorns ventilation en viss svaghet. Om vattenslagningen är kraftig kan till och med kulan gå sönder. I moderna flottöravskiljare kan dock ventilen vara en kompakt, mycket stark kapsel helt i rostfritt stål, och moderna svetstekniker som används på kulan gör hela flottören mycket stark och pålitlig i vattenslagssituationer.

I vissa avseenden är den termostatiska flottörfällan det närmaste man kommer en perfekt ångfälla. Oavsett hur ångtrycket förändras kommer den att tömmas ut så snart som möjligt efter att kondensatet har producerats.

Fördelar med flytande termostatiska ångfällor

Fällan avger kontinuerligt kondensat vid ångtemperatur. Detta gör den till det främsta valet för applikationer där värmeöverföringshastigheten för den uppvärmda ytan är hög.

Den hanterar stora som lätta kondensatbelastningar lika bra och påverkas inte av stora och oväntade fluktuationer i tryck eller flöde.

Så länge en automatisk ventil är installerad kan vattenlåset ventilera ut luft fritt.

För sin storlek är det en otrolig kapacitet.

Versionen med ånglåsutlösningsventil är den enda vattenlåset som är helt lämpligt för alla ånglås som är motståndskraftiga mot vattenslag.

Nackdelar med termostatiska flytande ångfällor

Även om de inte är lika känsliga som inverterade hinkfällor, kan flottörfällor skadas av våldsamma fasförändringar, och om de ska installeras på en exponerad plats bör huvudkroppen släpa efter och/eller kompletteras med en liten sekundär justeringsavloppslås.

Liksom alla mekaniska fällor krävs en helt annan intern struktur för att fungera över ett variabelt tryckområde. Fällor som är konstruerade för att fungera vid högre differenstryck har mindre öppningar för att balansera flottörens flytkraft. Om fällan utsätts för ett högre differenstryck än förväntat kommer den att stängas och inte släppa igenom kondensat.

Inverterade ångfällor med hink (mekaniska ångfällor)

(i) Trumman sjunker ner och ventilen lossnar från sitt säte. Kondensat rinner under hinkens botten, fyller hinken och rinner ut genom utloppet.

(ii) Ångan som kommer in får pipan att flyta, som sedan stiger och stänger utloppet.

(iii) Fällan förblir stängd tills ångan i hinken kondenserar eller bubblar genom ventilationshålet till toppen av fällan. Den sjunker sedan och drar bort det mesta av ventilen från sitt säte. Ackumulerat kondensat dräneras och cykeln är kontinuerlig.

I (ii) kommer luft som når fällan vid uppstart att ge skopans flytkraft och stänga ventilen. Hinkens ventilationsöppning är viktig för att låta luft komma ut till toppen av fällan för slutlig utsläppning genom de flesta ventilsätena. Med små hål och små tryckskillnader är fällor relativt långsamma på att ventilera luft. Samtidigt bör den passera genom (och därmed slösa bort) en viss mängd ånga för att fällan ska fungera efter att luften har rensats. Parallella ventiler installerade utanför fällan minskar uppstartstiden.

Fördelar medInverterade ångfällor

Den inverterade ångfällan med skopkonstruktion skapades för att motstå högt tryck.

Ungefär som ett flytande termostatiskt ångbete, det är mycket tolerant mot vattenhammare.

Den kan användas på den överhettade ångledningen och lägga till en backventil på spåret.

Felläget är ibland öppet, så det är säkrare för applikationer som kräver denna funktion, såsom turbindränering.

Nackdelar med inverterade ångfällor

Den lilla öppningen högst upp i hinken innebär att vattenlåset bara ventilerar ut luften mycket långsamt. Öppningen kan inte förstoras eftersom ånga kommer att passera igenom för snabbt under normal drift.

Det bör finnas tillräckligt med vatten i fällan för att fungera som en tätning runt hinkens kant. Om fällan förlorar sin vattentätning, släpps ånga ut genom utloppsventilen. Detta kan ofta inträffa i applikationer där det sker ett plötsligt fall i ångtrycket, vilket gör att en del av kondensatet i fällan "blixtrar" till ånga. Trumman förlorar flytkraft och sjunker, vilket gör att färsk ånga kan passera genom avloppshålen. Först när tillräckligt med kondensat når ångfällan kan den vattentätas igen för att förhindra ångspill.

Om en inverterad skopkondensator används i en applikation där tryckfluktuationer i anläggningen förväntas, bör en backventil installeras i inloppsledningen före kondensatorn. Ånga och vatten kan flöda fritt i den angivna riktningen, medan omvänd flöde är omöjligt eftersom backventilen trycks mot sitt säte.

Den höga temperaturen hos överhettad ånga kan göra att en inverterad skopfälla förlorar sin vattentätning. I sådana fall bör en backventil före fällan anses vara nödvändig. Väldigt få inverterade skopfällor tillverkas med en integrerad "backventil" som standard.

Om en inverterad vattenlås lämnas exponerad nära minusgrader kan den skadas av en fasförändring. Precis som med olika typer av mekaniska fällor kommer korrekt isolering att övervinna denna brist om förhållandena inte är för hårda. Om de förväntade miljöförhållandena är långt under noll grader finns det många kraftfulla fällor som noggrant bör övervägas för att göra jobbet. När det gäller ett huvudavlopp skulle en termosdynamisk fälla vara det primära valet.

Precis som flottörfällan är öppningen på den inverterade hinkfällan utformad för att hantera den maximala tryckskillnaden. Om fällan utsätts för ett högre differenstryck än förväntat, kommer den att stängas och inte släppa igenom kondensat. Finns i en mängd olika öppningsstorlekar för att täcka ett brett tryckområde.