Устройство баллонного редуктора

Конструкции газовых редукторов.

Редуктор для газового баллона. Назначение и принцип действия редуктора газового баллона.

Устройство и принцип работы кислородного редуктора

Прямое назначение редуктора – обеспечивать постоянное соотношение между входным давлением газа из баллона и выходным, рабочим, которое поступает на сварочную горелку.

Простейший кислородный редуктор состоит из следующих элементов:

Впускной клапан является наиболее ответственным узлом кислородного редуктора. Он постоянно находится под влиянием двух усилий, действующих в противоположных направлениях. Одно из них создаётся исходным давлением кислорода, который находится в баллоне. Это давление стремится отжать запорную пружину вверх, и пропустить газовый поток к толкателю. Вместе с тем второе давление, от мембраны препятствует этому. В результате камера пониженного давления всегда поддерживается равновесие усилий, которые создаются запорной пружиной и мембраной, что обеспечивается настройкой редуктора. В принципе, устройство схоже с ацетиленовым редуктором.

Кислородный редуктор работает в следующей последовательности. При попытке поднять тарелку запорного клапана вверх сила, передаваемая на мембрану от нажимной пружины, стремится воспрепятствовать этому. Если рабочее давление кислорода уменьшить, то нажимная пружина начинает перемещаться вверх и перемещать в том же направлении мембрану. Толкатель преодолевает сопротивление запорной пружины и открывает входное отверстие для прохода газа, находящегося в кислородном баллоне. Расход кислорода соответственно увеличивается. И наоборот, при возрастании рабочего давления оно воздействует на толкатель, тот движется вниз, и производит перекрытие части входного отверстия. При правильно отрегулированном кислородном редукторе между этими двумя процессам постоянно поддерживается динамическое равенство.

Регулировка кислородного редуктора заключается в том, что силу натяжения нижней, нажимной пружины можно изменять. В большинстве случаев для этого используется винт с мелким шагом резьбы. Если этот винт вывёртывается, то натяжение пружины ослабевает, а рабочее давление кислорода снижается. При вворачивании винта давление увеличивается.

В комплект обычных редукторов, которые требуются для выполнения газосварочных работ входят два манометра. Один из них контролирует давление на входе в редуктор, а второй – давление после редуцирования.

Конструктивно кислородные редукторы производятся двух исполнений – прямого и обратного. В редукторах прямого давления исходный кислород, который поступает из баллона, стремится открыть клапан, а в редукторах обратного действия – закрыть его, прижав толкатель к седлу.

Зависимость давления кислорода в баллоне, который снабжён редуктором, изменяется по параболической зависимости: оно максимально в начальный период, а со временем понижается до уровня рабочего давления сварочного процесса (в таком случае редуктор фактически уже и не требуется). На практике редуктор обратного действия оказывается более работоспособным, поскольку может обеспечивать постоянство значений рабочего давления (независимо от исходного давления кислорода в баллоне) до полного опоражнивания баллона. В то же время кислородный редуктор прямого действия при полупустом баллоне рабочее давление понижает, поскольку нарушается соотношение сил, действующих на толкатель. Поэтому такие устройства нуждаются в постоянной регулировке сварщиком.

Корпуса газовых редукторов внешне однотипны, поэтому при изготовлении их окрашивают в определённые цвета (для кислородных редукторов это голубой цвет).

ГОСТ 13861 предусматривает следующие исполнения кислородных редукторов:

Основной технической характеристикой кислородного редуктора является его пропускная способность и значение рабочего давления газа в баллоне. Например, кислородный редуктор типа БКО 50-4 означает, что агрегат предназначен для подключения к баллону с кислородом, является одноступенчатым, и рассчитан для пропускной способности до 50 м³/ч при рабочем давлении газа 4 атмосферы. Соответственно, для кислородного редуктора БКО 50-5 допустимое значение рабочего давления составляет 5 атмосфер. Именно редукторы типа БКО чаще всего и применяются для индивидуальных постов газосварки.

Дополнительными эксплуатационными особенностями кислородных редукторов являются:

https://youtube.com/watch?v=aKCqwePAZ1Q%3Fstart%3D564%26feature%3Doembed

Правила безопасной эксплуатации

Учитывая взрыво- и пожароопасность кислорода, такие изделия согласно нормам ГОСТ 12.2.008-75 должны периодически подвергаться тщательному регламентному обслуживанию. Применительно к кислородным редукторам типа БКО 50-4 и БКО 50-5 правила обслуживания включают в себя:

https://youtube.com/watch?v=jbKYn8SZnVA%3Fstart%3D615%26feature%3Doembed

Для нормального проведения газовой сварки основное оборудование сварочного поста комплектуется устройствами, обеспечивающими понижение и последующую стабилизацию давления двуокиси углерода, поступающей из газового баллона. В нашем случае, таким устройством является углекислотный редуктор. О выборе хорошего редуктора и его правильной настройке, мы и поговорим.

Устройство и принцип работы углекислотного редуктора

Углекислотный редуктор производит подачу газа под требуемым давлением, а также перекрытие клапана подачи СО2 из баллона при прекращении сварки. Конструкция узла включает в себя:

Обычный однокамерный углекислотный редуктор работает следующим образом. Газ под давлением (которое контролируется манометром) из баллона поступает во входной штуцер. Пройдя в камеру, поток СО2 преодолевает сопротивление пружины, и отжимает её вниз, в результате чего газ поступает в полость камеры. Поскольку площадь её сечения значительно больше, чем площадь проходного сечения штуцера, то давление газа в камере понижается. Это изменение фиксируется вторым манометром.

Регулировка

Регулировка натяжения основной пружины производится при помощи регулировочного винта, в зависимости от первоначального давления газа в баллоне. Управляющая пружина опускается вместе с мембраной, открывая отверстие для прохода двуокиси углерода под сниженным давлением к запорному вентилю. Оттуда поток газа по шлангу движется к горелке. Мембрана углекислотного редуктора выполняется из маслостойкой резины, и обеспечивает своё точное позиционирование относительно выходного отверстия. Поскольку со временем давление газа в баллоне снижается, то верхняя регулирующая пружина может опускаться, изменяя площадь проходного сечения впускающего клапана. Углекислотным редуктором возможно и ручное управление потоком газа, для этого достаточно вывернуть/ввернуть регулировочный винт, в зависимости от текущих показаний манометров.

Постоянство давления в камере редуктора обеспечивается за счёт того, что при снижении давления газа, поступающего из баллона, мембрана перемещается вверх, сжимая обратную (верхнюю) пружину, а при увеличении давления – опускается вниз. Выходное же давление остаётся стабильным вследствие соответствующего изменения площади проходного сечения запорного вентиля.

Для обеспечения стойкости мембраны от резкого превышения давления газа (что может вызвать разрыв мембраны) углекислотные редукторы снабжаются предохранительным клапаном. Он срабатывает, когда входной штуцер по каким-либо причинам теряет герметичность и начинает пропускать увеличенный объём двуокиси углерода из баллона.

Конструктивные исполнения

Типоразмеры и характеристики устройств должны соответствовать требованиям ГОСТ 13861-89, ISО 2503-83 и ГОСТ 12.2.052-81. Классификация углекислотных редукторов может быть выполнена по следующим параметрам:

Чем отличается кислородный редуктор от углекислотного?

Конструкции углекислотных редукторов весьма схожи с кислородными, и отличаются в основном способами присоединения к вентилям, и – иногда – отсутствием второго манометра. Поэтому часто возникает вопрос – взаимозаменяемы ли кислородный и углекислотный редукторы.

Отличаются редукторы и возможностями вариантов присоединения к баллону. Углекислотный редуктор можно подсоединять при помощи хомута, а не накидной гайки, поскольку СО2 не обладает свойствами пожаро- и взрывоопасности в случае утечек.

Для повышения чистоты газа, поступающего в редуктор, в конструкции впускающего клапана часто предусматриваются очистные фильтры. Наличие фильтра уменьшает опасность стравливания газа обратно в баллон, где он может образовывать поверхностную подушку над сжиженным газом.

https://youtube.com/watch?v=HJK7hbwLk34%3Ffeature%3Doembed

Отечественной промышленностью выпускается несколько разновидностей редукторов давления – БУО-5МГ, БУО-5-4, БУО-5 MINI, УР 5-3 и др., но наиболее компактным и популярным считается редуктор марки УР 6-6. Его особенности:

Выбор конкретного исполнения углекислотного редуктора для полуавтомата не считается особо критичным, за исключением ситуаций, когда варить/резать металл приходится при пониженных температурах.

Редуктор с ротаметром

Повышенную функциональность (в сравнении с редукторами) обеспечивают регуляторы расхода углекислого газа с ротаметром. В отличие от традиционных манометров, для которых расход приходится устанавливать в зависимости от текущего давления, ротаметры расход показывают сразу. Универсальные регуляторы расхода, в составе которых имеются ротаметры, существенно облегчают работу сварщика, и позволяют оптимизировать расход углекислого газа во время сварки. Цена вопроса – от 1800 до 2000 руб. Технические характеристики регуляторов – расход, давление, температурный диапазон применения – должны соответствовать требуемым режимам сварки.

Регуляторы отличаются от обычных редукторов следующим:

При выборе типоразмера углекислотного редуктора обращают внимание на такие особенности конструкции как устройство регулировочного винта и наличие на нём невыпадающей резьбы (иначе можно выкрутить седло), а также на наличие дополнительного запорного вентиля. Важно также и качество газа: пищевая углекислота отличается пониженной влажностью, поэтому баллон изнутри не ржавеет.

https://youtube.com/watch?v=R_YAod6iVnU%3Ffeature%3Doembed

Сжиженный газ, которым наполняются баллоны для последующего ипользования, всегда находится под повышенным давлением. Для его понижения на баллон необходимо устанавливать специальный вид запорно-распределительной арматуры – пропановый редуктор. Впоследствииредуктор автоматически поддерживает заданный уровень давления газа. По правилам техники безопасности устройство всегда окрашивается в ярко-красный цвет – такую же окраску имеют и баллоны с пропаном.

Конструкция и виды

Пропан (СН3)2СН2 – природный газ, обладающий высокой теплотворной способностью: при 25°С теплота его сгорания превышает 120 ккал/кг. Вместе с тем, применять его следует с особыми предосторожностями, поскольку пропан не имеет запаха, но уже при своей концентрации в воздухе всего 2,1% является взрывоопасным. Особо важно то, что будучи легче воздуха (плотность пропана составляет всего 0,5 г/см3), пропан поднимается вверх, и потому, даже при относительно малых концентрациях, являет собой опасность для самочувствия человека.

Пропановый редуктор должен выполнять две функции – обеспечивать строго определённый уровень давления при подключении к нему какого-либо устройства, и гарантировать стабильность значений такого давления при дальнейшей эксплуатации. Чаще всего в качестве таких устройств применяются газосварочные аппараты, газовые обогреватели, тепловые пушки и другие виды обогревательной техники. Применяется этот газ и для пропанового баллона автомобиля, работающего на сжиженном топливе.

Различают две разновидности пропановых редукторов – одно- и двухкамерные. Последние применяются реже, поскольку более сложны по своему устройству, а их отличительная способность — последовательно снижать давление газа в двух камерах — на практике используется лишь при повышенных требованиях к допустимому уровню перепадов давления. Распространёнными моделями редукторов считаются БПО 5-3, БПО5-4, СПО-6 и др. Вторая цифра в условном обозначении указывает на номинальное давление, МПа, при котором срабатывает предохранительное устройство.

Конструктивно однокамерный пропановый редуктор типа БПО-5 (Баллонный Пропановый Однокамерный) состоит из следующих узлов и деталей:

Основными техническими характеристиками пропановых редукторов являются:

Все выпускаемые пропановые редукторы должны полностью соответствовать требованиям ГОСТ 13861.

Принцип работы редуктора

Присоединение устройства к баллону с газом производится при помощи накидной гайки, резьба на которой строго определена: Сп21,8LH (левая). Это сделано для того, чтобы исключить возможность подключения редуктора для другой техники. Присоединительная гайка выполняется из латуни, и обязательно снабжается переходным выступом, что предотвращает возможные утечки газа. При использовании пропановых баллонов, изготавливаемых по евростандарту KLF с уже установленным уплотнительным кольцом и фильтром на штуцере, потребуется ещё специальный переходник.

Пропановый редуктор работает так. Газ из баллона проходит сначала через сетчатый фильтр, откуда поступает в нижнюю камеру с высоким давлением. Далее производится настройка требуемого значения рабочего давления. Для этого регулировочный винт вращают по часовой стрелке, воздействуя на задающую пружину. Пружина толкает нажимной диск, и через редуцирующую пружину, толкатель и мембрану передаёт усилие на редуцирующий клапан. Тот открывается, и через возникающий зазор между клапаном и его седлом открывает путь пропану в рабочую камеру. Для контроля фактического давления газа служит манометр низкого давления. Для того, чтобы присоединить к устройству рукав горелки для кровельных работ, резака или иного агрегата предусмотрен выходной присоединительный ниппель. Для соединения используют обычно накидную гайку с резьбой М16×1,5LH.

https://youtube.com/watch?v=jRuGH9JFa0M%3Fstart%3D52%26feature%3Doembed

Как выбрать модель пропанового редуктора?

Обязательными условиями для рассматриваемых устройств промышленного производства должны быть:

Важное значение для возможности применения редуктора является также и внешнее состояние устройства. Корпус пропанового редуктора не должен иметь поверхностных вмятин и царапин, не говоря уже о изменениях формы. То же касается и состояния контрольного манометра. Перед установкой в стационарное состояние манометр следует проверить на исправность путём подачи сжатого воздуха: если стрелка прибора неподвижна, редуктором пользоваться нельзя.

Приобретаемое устройство должно полностью согласовываться с техническими характеристиками агрегата, для работы которого оно предназначается. В частности, расход газа не может превышать эксплуатационные характеристики редуктора. При превышении давления на выходе у редуктора (по сравнению с номинальными показателями) автоматика управления основной техникой, как правило, выходит из строя, а сама техника отключается. Предельные значения используемого давления не должны более чем на 10% превышать допустимые значения для техники данного класса. Устройство должно обладать сертификатом соответствия по России.

https://youtube.com/watch?v=sKpDPvpu6IE%3Ffeature%3Doembed

Последовательность установки и использования

Пропановый редуктор любого типа и исполнения считается техникой повышенной опасности, поэтому при его установке необходимо соблюдать ряд обязательных требований:

https://youtube.com/watch?v=lspIr9UNH7E%3Ffeature%3Doembed

Редуктор для газового баллона. Назначение и принцип действия редуктора газового баллона.

Газовые редукторы нужны для понижения (редуцирования) давления газа в баллонах или трубопроводах, до величины рабочего давления и для автоматического поддержания его постоянным.

На рис. 1 изображен газовый редуктор. С его принципом действия вы можете ознакомится ниже.

В камеру высокого давления 1 редуктора поступает газ из трубопровода или баллона. Затем газ из камеры высокого давления выходит в камеру низкого давления 2, через клапан 3, который плотно прижимается к седлу с помощью запорной пружины 4.

Одна из стенок камеры низкого давления гибкая (резиновая) мембрана 5. Резиновая мембрана с одной стороны соединена с клапаном при помощи передаточного шпинделя, а с другой стороны имеется нажимная пружина 6 с регулирующим винтом 7.

Рис.1. Схема газового редуктора.

Нажимная пружина в нерабочем состоянии находится в свободном положении. При ввертывании регулирующего винта пружина сжимается и перемещает мембрану, которая нажимает на передаточный шпиндель и открывает клапан.

Газ, проходя через клапан в рабочую камеру, расширяется, и его давление падает.

Имеющийся на камере 2 манометр 8 низкого давления показывает величину рабочего давления, установленную нажимным винтом. Манометр 9 высокого давления, установленный на камере 1, показывает давление газа в баллоне или трубопроводе.

При работе происходит отбор газа из камеры низкого давления. Если этот отбор равен поступлению газа из камеры 1 в камеру 2, то рабочее давление останется постоянным и мембрана будет находиться в установленном положении.

Если же отбор газа из редуктора больше, чем поступление, то давление в рабочей камере понизится, мембрана, встретив меньшее сопротивление газа, под действием нажимной пружины приоткроет клапан, и поступление газа в камеру 2 увеличится.

Наоборот, уменьшение отбора газа увеличит давление в рабочей камере, мембрана силой этого давления передвинется в обратную сторону, и клапан прижмется к отверстию.

Классификация газовых редукторов.

Все редукторы можно классифицировать по следующим признакам:

по принципу действия;

по присоединению редуктора к баллону;

по внешнему виду;

по пропускной способности;

по величине рабочего давления;

по количеству ступеней редуцирования.

По принципу действия.

Бывают редукторы обратного и прямого действия. В редукторах прямого действия газ, который поступает из трубопровода или баллона стремится открыть клапан с помощью своего давления, тем самым помогая действию нажимной пружины.

В редукторах обратного действия, газ поступающий из трубопровода или баллона, наоборот, стремится закрыть клапан, тем самым помогая действию запорной пружины.

Присоединение редуктора к баллону.

Имеются редукторы для кислорода и для горючих газов (ацетилена, водорода и др.). Основное различие между ними заключается в способе прикрепления к вентилю.

Кислородный редуктор присоединяется к вентилю с помощью накидной гайки диаметром 3/4″ с правой трубной резьбой. Специальным хомутом присоединяется ацетиленовый редуктор. Редуктора других газов присоединяются с помощью накидной гайки диаметром 21,8 мм с левой трубной резьбой.

По внешнему виду.

Редукторы различаются по цвету окраски: кислородный редуктор окрашивается в голубой цвет, ацетиленовый — в белый, а водородный — в зеленый (защитный).

По пропускной способности и рабочему давлению.

Различают редукторы баллонные (постовые) и центральные (рамповые).

Баллонные редукторы для кислорода и водорода имеют пропускную способность 60 м3/час и рабочее давление до 15 кг/см2, а для ацетилена — пропускную способность 5 м3/час и рабочее давление до 1,5 кг/см2.

Центральные редукторы для кислорода имеют пропускную способность до 250 м3/час (в некоторых случаях — значительно большую) и рабочее давление до 25 кг/см2.

По количеству ступеней редуцирования.

Применяют одноступенчатые (однокамерные) и двухступенчатые (двухкамерные) редукторы. В двухступенчатых редукторах давление газа дважды последовательно понижается. Они отличаются большим постоянством рабочего давления и морозоустойчивостью.

Конструкции газовых редукторов.

Конструкции редукторов. Имеется много типов редукторов, предназначенных для газопламенной обработки металлов. Техническая характеристика некоторых редукторов приведена в табл. 1.

Баллонный одноступенчатый (однокамерный) редуктор РК-53Б.

Рис. 1. Одноступенчатый кислородный редуктор РК-53Б.

Одноступенчатый кислородный редуктор РК — 53 Б (рис. 1) является баллонным (постовым) редуктором пружинного типа обратного действия малой пропускной способности. Он присоединяется к штуцеру вентиля баллона или трубопровода при помощи накидной гайки 1. После открытия вентиля кислород по каналу входного штуцера 2 поступает в камеру высокого давления 3. В канале штуцера установлен фильтр 4, служащий для очистки кислорода от механических частиц и повышающий морозостойкость редуктора.

Клапан 5 плотно прижимается к седлу запорной пружиной 6. При ввертывании регулирующего винта 7 нажимная пружина 8 сжимается и перемещает диск 9 и мембрану 10, которая через толкатель 11 открывает клапан. Кислород поступает из камеры высокого давления в рабочую камеру 12, расширяется, и давление понижается до установленного рабочего; далее газ через ниппель 13 идет в шланг к резаку.

На корпусе редуктора установлены два манометра: манометр 14 высокого давления, измеряющий давление кислорода в баллоне или магистрали, и манометр 15 низкого давления, показывающий величину устанавливаемого рабочего давления. Кроме того, на рабочей камере имеется пружинный предохранительный клапан 16, который при давлении, превышающем наибольшее рабочее в 1,2 раза, выпускает кислород в атмосферу.

Технические характеристики редукторов РК-53Б, РДС-50, РА-55.

Баллонный двухступенчатый (двухкамерный) редуктор РДС-50.

Рис.2. Двухступенчатый кислородный редуктор РДС-50.

Двухступенчатый кислородный редуктор РДС-50 рис.2 является редуктором пружинного типа обратного действия малой пропускной способности. В отличие от одноступенчатого редуктора давление кислорода в нем дважды последовательно понижается: в первой камере до 30—35 кг/см2, а во второй — до величины рабочего давления.

Нажимная пружина в первой камере отрегулирована (поджата) на заводе-изготовителе, и первая ступень редуцирования кислорода до 30—35 кг/см2 осуществляется без помощи газорезчика.

Редуктор ацетиленовый РА – 55.

Рис.3. Ацетиленовый редуктор РА -55.

Ацетиленовый редуктор РА -55 (рис. 3) но своей конструкции и принципу действия подобен кислородному редуктору, только вместо накидной гайки для присоединения к вентилю баллона у него имеется специальный хомут.