Remover o condensado operando uma válvula manualmente não é apenas incômodo, mas também causa o vazamento de vapor. Conforme crescia o número de aplicações que usam vapor, foi desenvolvida uma válvula para remover o condensado automaticamente e esse foi o nascimento do purgador de vapor.

O primeiro purgador de vapor que apareceu foi um purgador de vapor tipo balde, desenvolvido na primeira metade do século XVIII. Os tipos desenvolvidos nos primeiros anos dos purgadores de vapor eram de um tipo de metal expansivo ao redor de 1860, e então de um tipo de impulso um pouco mais tarde, aproximadamente em 1930. Finalmente, por volta de 1940, foi desenvolvido o tipo disco com o qual estamos familiarizados. A mais nova tecnologia é o purgador de boia livre, que foi colocado em uso pela primeira vez em 1966. Vistas transversais e resumos de cada tipo de purgador de vapor encontram-se abaixo.

As vistas transversais apresentam as versões atuais de cada tipo de purgador.

 

Início do Século XVIII – Tipo Balde

Tipo Balde Invertido Atual

Através da flutuação do balde cilíndrico, a válvula no topo abre e fecha para descarregar o condensado intermitentemente. De forma diferente do purgador mostrado na vista transversal (Tipo Balde Invertido), nos primeiro purgadores do tipo balde o topo do ‘balde’ ficava aberto (Tipo Balde Aberto).

Década de 1860 – Tipo Metal Expansível

Tipo Bimetálico Atual

No início, era usada uma haste metálica reta, que podia expandir-se quando a temperatura ficasse alta, fechando a válvula localizada no final da haste. Este tipo de purgador não é mais usado atualmente, tendo sido substituído por purgadores do tipo bimetálico.

Dois tipos de metal com diferentes coeficientes térmicos de expansão e combinados em um elemento bimetálico. Quando a temperatura ambiente varia, o formato do elemento bimetálico muda, controlando a abertura e o fechamento da válvula e da descarga do condensado.

Década de 1930 – Tipo Impulso

Tipo Impulso Atual

A partir do exterior, o parafuso de ajuste é usado para estabelecer a quantidade de vapor que flui através do flange da válvula do pistão e a quantidade de vapor que flui para fora do orifício através do centro da válvula do pistão. O movimento para cima e para baixo da válvula do pistão abre e fecha a abertura da válvula, descarregando o condensado intermitentemente.

Década de 1940 – Tipo Disco

Tipo Disco Atual

As variações de pressão na câmara acima da válvula do disco causam a abertura e o fechamento da válvula do disco.

1966 – Tipo Boia Livre

Tipo Boia Livre Atual

O condensado é descarregado continuamente enquanto o tamanho da aberturada válvula é controlado todo o tempo pelo tamanho da força de flutuação que age sobre a boia de vedação hermética. As boias originais eram ligadas à uma alavanca, mas as boias modernas de hoje em dia são esféricas e suas boias agem como a válvula.

Recursos Necessários aos Purgadores de Vapor

Como notamos, muitos tipos diferentes de purgadores de vapor foram desenvolvidos ao longo dos anos. Todos os tipos mencionados neste artigo ainda são usados hoje em dia.

No momento, considera-se essencial que um purgador de vapor, como um tipo de válvula automática, tenha os 3 dispositivos a seguir:

 

  • Descarregar o condensado imediatamente e completamente
  • Não vazar vapor mesmo quando usado por longos períodos de tempo
  • Também descarregar gases não condensáveis como o ar

 

Dependendo do tipo (princípio operacional, construção) do purgador de vapor, estes recursos têm seus pontos fortes e fracos relativos. Além disso, os modelos de operação variam entre os diferentes tipos – há tipos que descarregam condensado continuamente e tipos que descarregam condensado intermitentemente. Sua combinação fornece a cada tipo de purgador de vapor seus recursos especiais.

Neste artigo, apresentamos uma breve história do desenvolvimento dos purgadores de vapor a partir de sua primeira aparição até os dias de hoje. No link A História dos Purgadores de Vapor Parte 2 abordaremos os princípios de construção e operação de cada tipo de purgador, e também as mudanças sofridas por cada tipo de purgador de vapor.

 

Entre os purgadores mecânicos, que têm a história mais longa de todos os tipos de purgador, o primeiro a ser desenvolvido foi o purgador balde, que é relativamente simples de ser produzido em massa. Nos purgadores balde de uso mais comum no início, o balde abertura superior (‘balde aberto’) e não tinha uma alavanca conectada para controlar a abertura e o fechamento da válvula. Ao invés disso, a maioria era composta de purgadores grandes onde os baldes flutuavam para cima ou para baixo para abrir e fechar a válvula. Entretanto, este tipo de purgador logo saiu de uso. Em contrapartida, um modelo de purgador de balde onde o balde era ligado a uma alavanca foi usado mais amplamente. Este tipo mais compacto de purgador balde, onde a abertura do balde fica para baixo (‘balde fechado’), ainda é usado hoje em dia.

Purgadores do tipo boia contém um dispositivo flutuante de vedação hermética (boia), mas o surgimento do purgador de boia tiveram que esperar o desenvolvimento da tecnologia de processamento necessária para fabricar boias. Isto ocorreu nos anos seguintes ao surgimento do purgador tipo balde. Como o condensado é continuamente descarregado de um purgador do tipo boia, não deixando que nada se acumule no processo de vapor, e a vida útil do purgador de boia é relativamente mais longa, este é o tipo de purgador principalmente usado hoje em dia nos equipamentos que requerem grandes capacidade de descarga.

Mudanças nos Purgadores Termostáticos

Devido à necessidade de conter um dispositivo de flutuação e proporcionar espaço suficiente para operação dentro do corpo, os purgadores mecânicos tendem a ser relativamente grandes. O purgador termostático foi desenvolvido como resposta à demanda de um purgador mais compacto.

O purgador termostático contem um mecanismo de detecção de temperatura. Algumas vezes são operados por um fole ou por um anel bimetálico, mas independente do mecanismo, todos têm uma resposta muito lenta. Esta resposta lenta os tornam inadequados para o uso em processos de aquecimento que requeiram descarga rápida de condensado. Por este motivo, um purgador do tipo termostático em uso atualmente é o purgador controlador de temperatura do tipo bimetálico projetado para linhas de inspeção de vapor com um recurso que permite o ajuste da temperatura de descarga do condensado. Como resposta aos inconvenientes da lentidão da resposta do purgador termostático, foi desenvolvido um purgador do tipo pressão balanceada que tem como principio operacional o uso da expansão e contração de um termo líquido encapsulado.

Mudanças nos Purgadores Termodinâmicos

Como reação ao purgador termostático, que apesar de compacto tem uma lenta resposta problemática, foi desenvolvido o purgador termodinâmico para atender a necessidade de um purgador que permitisse o menor acúmulo possível de condensado.

No entanto, o tipo impulso que era muito usado no início tinha grandes perdas de vapor, então o tipo disco desenvolvido depois se tornou o mais utilizado. Este purgador tipo disco, que não é compacto e versátil mas que tem também a vantagem de um custo inicial relativamente baixo, é o tipo de purgador que tem sido usado em maior quantidade na história dos purgadores de vapor.

A Evolução Contínua dos Purgadores dos Tempos Modernos

Os três tipos de purgadores de vapor discutidos acima ainda estão em uso como descrito, mas que tipo de evolução tem acontecido ultimamente com estes purgadores modernos? A evolução de cada tipo de purgador foca em melhorias adicionais de seus recursos especiais.

Por exemplo, muitos dos purgadores em uso atualmente apresentam um eliminador automático para descarregar automaticamente o ar inicial na partida. Este recurso consegue reduzir tanto os tempos de partida como o trabalho envolvido na operação da válvula. Também há modelos de purgadores para uso em equipamentos que possuem eliminadores automáticos de alto desempenho para remover o ar quente durante a operação.

Do ponto de vista da facilidade de uso, também foi desenvolvido um modelo que tem uma função de remoção de resíduos para permitir a remoção de entupimentos sem necessidade de desmontagem. Este recurso permite a limpeza de entupimentos e o restauro da operação normal ali mesmo, conforme sejam encontrados entupimentos durante inspeções diárias, ao invés da necessidade de agendar reparos posteriores que requeiram a desmontagem ou substituições de purgadores.

Desta forma, os purgadores de vapor estão em contínua evolução ainda que estas não sejam muito visíveis.

Dispositivo de Eliminador Automático

Eliminador Automático usando um Elemento-X

A História dos Purgadores de Vapor #2

Eliminador Automático usando um Anel Bimetálico

A História dos Purgadores de Vapor #2

Função de Remoção de Resíduos

A História dos Purgadores de Vapor #2

 

 

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