قفل بخار

قفل بخار (Steam Trap) که در صنعت با نام تله بخار نیز شناخته می شود، یک شیر مکانیکی خودکار است که مهندسان تاسیسات ان را در سیستم های حرارتی و پایپینگ بخار نصب می کنند. وظیفه اصلی این قطعه جداسازی بخار خشک از اب کندانس (اب حاصل از تقطیر بخار) است. این شیر ولومی دارای مکانیزم های دقیقی است که با تغییرات فشار و دما، اب را به صورت اتوماتیک از مدار خارج می کند و بخار را درون سیستم نگه می دارد.

مدیران صنایع پتروشیمی، نیروگاه های حرارتی و کارخانجات بزرگ از این دستگاه کارامد برای جلوگیری از هدر رفت انرژی و افزایش بهره وری دیگ های بخار استفاده می کنند. عدم وجود این قطعه در مدار، بازدهی انتقال حرارت را به شدت کاهش می دهد.

قفل بخار چگونه کار می کند؟

عملکرد این دستگاه کاملا هوشمند و بر اساس قوانین فیزیک (تغییرات فشار، دما و چگالی) است. کارکرد این قطعه در سه فاز اصلی انجام می شود:

1. جداسازی بخار خالص: وقتی ترکیب بخار و اب به ورودی تله می رسد، سیستم به گونه ای عمل می کند که فقط بخار خالص در سیستم باقی بماند. اگر فشار و دمای سیال در محدوده حفظ بخار باشد، دریچه خروجی بسته می ماند.

2. جلوگیری از فرار بخار زنده: اصلی ترین هدف این قطعه، حفظ بخار زنده در سیستم است. زمانی که فقط بخار در لوله جریان دارد، مکانیزم داخلی قفل می شود تا از خروج انرژی گران قیمت جلوگیری کند.

3. تخلیه کندانس: با سرد شدن بخار و تبدیل ان به قطرات اب (کندانس)، چگالی سیال تغییر می کند. مکانیزم های داخلی فعال می شوند و دریچه تخلیه را باز می کنند تا اب جمع شده در لوله ها به سمت مخزن کندانس هدایت شود.

بررسی انواع مکانیزم های تله بخار

تولید کنندگان بر اساس نوع کاربرد، این قطعات را با مکانیزم های مختلفی طراحی می کنند. هر کدام از این سیستم ها برای شرایط فشار و دمای خاصی مناسب هستند:

۱. مکانیزم مکانیکی (شناوری یا فلوتر)

این مدل بر اساس اختلاف چگالی اب و بخار کار می کند. یک گوی تو خالی (شناور) درون محفظه قرار دارد. با تجمع اب در محفظه، گوی روی اب شناور شده و بالا می اید. این حرکت مکانیکی، اهرم متصل به دریچه خروجی را می کشد و دریچه را باز می کند تا اب تخلیه شود. با ورود مجدد بخار، سطح اب پایین می اید و دریچه کاملا بسته می شود.

۲. مکانیزم ترموستاتیک (حساس به دما)

این نوع تله بخار به تغییرات دمایی سیال واکنش نشان می دهد. دمای بخار همیشه بالاتر از اب کندانس است. درون این قطعه یک کپسول حساس به حرارت قرار دارد. زمانی که بخار داغ به کپسول می رسد، سیال داخل کپسول منبسط شده و دریچه را محکم می بندد. با رسیدن اب سرد تر به محفظه، کپسول منقبض می شود و مسیر تخلیه اب را باز می کند.

۳. مکانیزم بیمتال (دو فلزی)

بیمتال یک نوار ترکیبی از دو فلز با ضریب انبساط حرارتی متفاوت است. وقتی بخار با دمای بالا وارد محفظه می شود، این نوار فلزی خم می شود و دریچه تخلیه را مسدود می کند. در صورت کاهش دما و تجمع اب، نوار بیمتال به حالت صاف اولیه خود باز می گردد و مسیر خروج اب باز می شود.

۴. مکانیزم ترمودینامیکی (جت بخار)

این تله بخار بر اساس قوانین دینامیک سیالات و سرعت جریان کار می کند. یک دیسک فلزی متحرک درون محفظه قرار دارد. سرعت بالای بخار باعث ایجاد افت فشار در زیر دیسک می شود و ان را به سمت پایین می کشد تا مسیر بسته شود. اما اب به دلیل سرعت حرکت کمتر، دیسک را بالا می برد و از مسیر خارج می شود.

برای آشنایی با روتاری جوینت بخار برروی لینک کلیک نمایید.

تفاوت قفل بخار با روتاری جوینت

بسیاری از تکنسین ها این دو قطعه را در مدار های بخار با هم اشتباه می گیرند، در حالی که هر کدام وظیفه کاملا مجزایی دارند.

روتاری جوینت (اتصال دوار): این قطعه یک مفصل مکانیکی است که برای انتقال بخار پر فشار از یک لوله ثابت به یک غلتک یا سیلندر در حال چرخش استفاده می شود. وظیفه روتاری جوینت فقط “انتقال سیال به قطعه متحرک” است و هیچ دخالتی در جداسازی اب و بخار ندارد. (برای اشنایی با روتاری جوینت بخار بر روی لینک کلیک نمایید.)

قفل بخار (تله بخار): این قطعه یک شیر اتوماتیک است که در مسیر لوله های ثابت نصب می شود. وظیفه ان فقط “جداسازی اب کندانس از بخار” است و در انتقال حرکت دورانی هیچ نقشی ندارد.

به طور خلاصه، مهندسان روتاری جوینت را برای انتقال بخار به سیلندر های چرخشی نصب می کنند، اما قفل بخار را در پایین ترین نقاط سیستم لوله کشی قرار می دهند تا اب مزاحم را از مدار حرارتی خارج کند.