Людство вперше почало використовувати пару в індустріальних масштабах після промислової революції XVIII століття. Спочатку пара застосовувалась в якості рушійної сили насосних приводів або локомотивів. Пізніше її почали застосовувати в якості джерела тепла і з часом використання пари в цій ролі стало нормою.
Як відомо, парі властиво конденсуватися при охолодженні. Спочатку конденсат видаляли з труб за допомогою крана або клапана, який періодично відкривали вручну. Або зовсім залишали кран відкритим, випускаючи і конденсат, і пару.
Зміст
Перші конденсатовідвідники
Утилізація конденсату за допомогою клапана з ручним керуванням була некомфортною і знижувала ефективність через витік пари. В кінцевому підсумку поширення паропроводів призвело до появи «парової пастки» — автоматичного клапана для видалення конденсату.
Перші зразки такої арматури з'явилися в першій половині 1800-х років, вони були механічними і мали перевернутий поплавок. У 1860-х з'явилися біметалічні конденсатовідвідники, слідом за ними імпульсні в 1930-х і ще через десятиліття дискові. Останнім етапом еволюції стали сучасні конденсатовідвідники з вільно плаваючим поплавцем, вперше введені в експлуатацію в 1966 році.
Типи конденсатовідвідників
Очевидно, за роки прогресу з'явилося багато різних типів конденсатовідвідників. Прийнято вважати, що сучасний конденсатовідвідник повинен відповідати трьом вимогам:
- Конденсат скидається швидко і повністю.
- Витоків пари не відбувається навіть при тривалій роботі.
- Гази, які не конденсуються, наприклад, повітря також виводяться з паропроводу.
Залежно від конструкції конденсатовідвідника, ці функції можуть сформувати постійний або періодичний режим роботи.
Далі ми докладніше розглянемо принципи роботи і зміни в конструкції, які зазнав кожен з типів конденсатовідвідників.
Розвиток механічних конденсатовідвідників
Перший тип механічних конденсатовідвідників став популярним завдяки відносно простому впровадженню в серійне виробництво. Однак в перших модифікаціях поплавок мав відкритий тип (його виготовляли у формі стакану) і не мав жорсткого кріплення до клапану (Мал. 1). Більшість таких моделей представляли собою громіздкі пристрої, в яких "стакан" просто спливав і тонув, відкриваючи й закриваючи клапан своїм корпусом. Цей тип конструкції швидко втратив популярність, і поступився місцем більш компактним конденсатовідвідникам з перевернутим «стаканом» і важелем для регулювання положення клапану.
Мал.1. Циліндричний поплавець відкриває і закриває клапан, періодично випускаючи конденсат. У ранніх моделях вгорі циліндра залишали отвір, через яке підбурює надлишки пара.
Ще пізніше поплавець став сферичним (Мал. 2) і кріпився до клапану через важіль, перебуваючи в деякому віддаленні. Наприклад: модель Ayvaz SK-51. Це було необхідно щоб збільшити діапазон руху важеля. У деяких конструкціях із закріпленим поплавком занадто сильний потік конденсату здатний захоплювати з собою рухому частину клапана і закривати його, перешкоджаючи ефективній роботі конденсатовідвідника.
Мал. 2. Клапаном управляє важіль, до якого кріпиться поплавець.
Найбільш досконалими вважаються моделі з вільно плаваючим поплавцем (Мал. 3), але вони стали масовими тільки з появою відповідних виробничих технологій. Гладка поверхня таких поплавців щільно прилягає до полірованого сідла клапана і герметично перекривати потік. Ці конденсатовідвідники сьогодні стали найбільш затребуваними в системах з великою пропускною здатністю, оскільки їх конструкція дозволяє відводити конденсат безперервно і запобігати його накопиченню. Наприклад, тип Ayvaz SFK-40.
Мал. 3. Конденсат безперервно відводиться через клапан, прохідний перетин якого залежить від положення поплавця.
Розвиток термостатичних конденсатовідвідників
Через наявність поплавка всередині корпусу і необхідності забезпечувати його простором для переміщення, поплавкові конденсатовідвідники можуть мати занадто великі габарити. Попит на компактні пристрої спровокував зростання популярності термостатичних моделей (Мал. 4).
Механізм останніх реагує на зміну температури. Клапан всередині відкривається і закривається через теплові деформації невеликого біметалічного кільця або сильфону, але незалежно від конструкції всі вони мали великий час реакції. Це робило їх непридатними для використання в системах, де потрібно швидко видаляти великий обсяг конденсату. У підсумку це призвело до появи і популяризації більш чуйного механізму, в якому біметалічний елемент замінили капсулою, наповненою спеціальною рідиною.
Мал. 4. Біметалічні пластини розширюються при нагріванні парою і закривають клапан. Коли всередині корпусу накопичується конденсат, пластини стають холоднішими і клапан відкривається.
Розвиток термодинамічних конденсатовідвідників
Цей тип розробили в спробі зробити одночасно компактний і чуйний конденсатовідвідник, який не буде провокувати накопичення конденсату.
Проте, що став першим, імпульсний тип приводив до витоку пари і з часом його витіснили модифікації з диском. Масове поширення дискових конденсатовідвідників (Мал. 5) пов'язано не тільки з компактністю і універсальністю, але і з їх низькою вартістю.
Мал. 5. Коливання тиску по обидва боки диска в клапані призводять до відкриття та закриття клапана.
Конденсатовідвідники продовжують видозмінюватися
Конструкція кожного зі згаданих вище пристроїв продовжує удосконалюватися і в наші дні. Наприклад, багато сучасних конденсатовідвідників оснащені вентиляційним клапаном для автоматичного виведення надлишків повітря при запуску системи. Ця опція скорочує час стартового прогріву паропроводу. Існують також моделі, призначені для роботи з обладнанням, на якому вже встановлено високопродуктивні клапани для виведення гарячого повітря.
Ще одним нововведенням, покликаним спростити обслуговування паропроводу, стала функція автоматичного очищення накипу, що дозволяє видаляти засмічення не розбираючи пристрій. Така опція дозволила відновлювати нормальну роботу системи прямо в процесі її ревізії, замість того щоб просто планувати майбутні ремонтні роботи.
|
