“Lưỡng kim” là một bộ phận ổn nhiệt bao gồm hai tấm kim loại khác nhau được liên kết với nhau. Những kim loại khác nhau này có hệ số giãn nở nhiệt khác nhau và khi chịu sự thay đổi nhiệt độ, nguyên tố này bắt đầu biến dạng.

Bẫy hơi lưỡng kim tận dụng sự biến dạng của phần tử lưỡng kim để đóng hoặc mở đầu van.

Một số bẫy hơi lưỡng kim có thể được thiết kế để hoạt động ở nhiệt độ vận hành được xác định trước. Các bẫy hơi lưỡng kim khác có thể được người vận hành hiện trường điều chỉnh nhiệt độ hoạt động. Phần tử lưỡng kim chứa trong các bẫy này được sử dụng để mở bẫy khi nhiệt độ quá thấp hoặc đóng bẫy khi nhiệt độ quá cao.

Hơi nước bão hòa duy trì ở nhiệt độ không đổi miễn là áp suất không thay đổi, nhưng nước ngưng theo thời gian sẽ mất nhiệt và nguội ngay cả khi áp suất của nó không đổi. Bẫy hơi lưỡng kim hoạt động bằng cách tận dụng sự thay đổi nhiệt độ trong nước ngưng. Chúng có cấu trúc đơn giản và nguyên lý làm việc dễ hiểu.

Do các phần tử lưỡng kim có khả năng chuyển đổi sự thay đổi nhiệt độ thành chuyển động cơ học nên chúng cũng được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị khác làm công tắc nhiệt độ.

Hoạt động không bị ảnh hưởng bởi áp suất hơi nước

Các phần tử lưỡng kim biến dạng ở nhiệt độ xác định trước (ví dụ: 120°C [248°F]).

Do đó, ngay cả khi áp suất hơi thay đổi, vị trí của phần tử lưỡng kim bên trong bẫy hơi sẽ không thay đổi cho đến khi có sự thay đổi về nhiệt độ của chất ngưng tụ bao quanh nó.

Nhiệt độ xả cố định này có thể là ưu điểm hoặc nhược điểm đối với bẫy hơi tùy thuộc vào loại ứng dụng.

Ưu điểm của nhiệt độ xả cố định

Như một ví dụ về bẫy hơi tận dụng nhiệt độ xả cố định, chúng ta hãy xem xét các bẫy kiểm soát nhiệt độ được sử dụng trong các ứng dụng dò hơi ở nhiệt độ thấp.

Khi bẫy hơi kiểm soát nhiệt độ mở ra khi nhiệt độ giảm xuống dưới một điểm cố định, người ta có thể cố ý đặt điểm đó thấp hơn nhiều so với nhiệt độ bão hòa của hơi nước. Điều này sẽ khiến nước ngưng tụ tích tụ ở phía đầu vào của bẫy cho đến khi nó nguội đến nhiệt độ cài đặt. Ý tưởng đằng sau việc này là tận dụng nhiệt lượng hợp lý có sẵn từ nước ngưng tụ tích lũy để làm nóng thiết bị hoặc sản phẩm.

Theo dõi hơi nước thường được sử dụng để bảo vệ đồng hồ đo hoặc thiết bị đo không bị đóng băng và làm nóng chất lỏng có độ nhớt cao và đảm bảo dòng chảy trơn tru qua đường ống.

Nhược điểm của nhiệt độ xả cố định

Do thiết kế của các bẫy này, một lượng nước ngưng tụ nhất định sẽ tích tụ khi nhiệt độ xả được đặt hợp lý dưới nhiệt độ bão hòa hơi nước. Mặc dù bẫy bắt đầu mở tại điểm đặt, chất lỏng tích lũy phải tiếp tục nguội đi (làm nguội dưới điểm sôi) để cho phép bẫy mở hoàn toàn và đạt được khả năng thoát nước tối đa. Nếu nhiệt độ xả thấp hơn đáng kể so với nhiệt độ hơi, nước ngưng tụ có thể bắt đầu tích tụ quá xa, điều này có thể dẫn đến các vấn đề về sản xuất và độ tin cậy hoặc thậm chí gây ra hiện tượng búa nước trong đường ống dẫn hơi.

Trong trường hợp ngược lại, khi nhiệt độ xả cao hơn nhiệt độ bão hòa hơi, bẫy hơi sẽ không đóng được dẫn đến thất thoát hơi liên tục.

Đương nhiên, bẫy hơi lưỡng kim sẽ không hoạt động chính xác khi nhiệt độ xả được đặt bằng hoặc gần nhiệt độ hơi.

Do những hạn chế này, bẫy hơi lưỡng kim không phù hợp để sử dụng trên các đường dây vận chuyển hơi nước hoặc các thiết bị quan trọng khác, nơi cần phải xả nhanh chất ngưng tụ.

Có nhiều mẫu bẫy lưỡng kim với đặc điểm thiết kế khác nhau. Đặc biệt, hình dạng và vị trí của các bộ phận lưỡng kim và van có thể khác nhau giữa các bẫy.

Một số thiết kế nhất định làm cho phần tử lưỡng kim dễ bị "mỏi" (mòn hoặc thậm chí nứt) hơn các phần tử khác. Ví dụ, thiết kế đầu van hạ lưu phải khắc phục được áp suất ngược của hệ thống, điều này làm tăng ứng suất lên các bộ phận lưỡng kim và giảm nhiệt độ xả của van.

Bẫy hơi lưỡng kim hiện đại

Bẫy hơi có nhiệt độ thoát nước cố định chỉ có thể được sử dụng trong hệ thống hoạt động ở phạm vi áp suất giới hạn. Để khắc phục vấn đề này, bẫy hơi lưỡng kim thường có vít điều chỉnh để điều chỉnh nhiệt độ thoát nước. Tuy nhiên, những bẫy như vậy phải được điều chỉnh theo điều kiện hệ thống trước khi sử dụng và không tự động thích ứng với những thay đổi bất ngờ. Vì những lý do này, bẫy hơi lưỡng kim chỉ thích hợp cho các ứng dụng cụ thể và việc lựa chọn cần được cân nhắc cẩn thận.

Tuy nhiên, bản thân lưỡng kim vẫn được sử dụng rộng rãi như một thành phần bổ sung trong các loại bẫy hơi khác như phao nổi, xô ngược và các loại bẫy hơi. Những lưỡng kim này chủ yếu được sử dụng làm lỗ thông hơi hoặc để cho phép bẫy thoát lượng nước ngưng lớn khi khởi động và tải dư khi tắt.