Схема редуктора прямого действия (4 видео)

Газовый редуктор — устройство для понижения давления газа или газовой смеси, находящейся в какой-либо ёмкости (например в баллоне, или газопроводе), до рабочего и для автоматического поддержания этого давления постоянным, независимо от изменения давления газа в баллоне или газопроводе.

Согласно ГОСТ 13861-89 редукторы для газопламенной обработки классифицируются:
По принципу действия: на редукторы прямого и обратного действия;
По назначению и месту установки: баллонные (Б), рамповые (Р), сетевые (С);
По роду редуцируемого газа: ацетиленовые (А), кислородные (К) пропан-бутановые (П), метановые (М);
По числу ступеней редуцирования и способу задания рабочего давления: одноступенчатые с пружинным заданием давления (О), двухступенчатые с пружинным заданием давления (Д), одноступенчатые с пневматическим задатчиком давления (З).
Редукторы отличаются друг от друга цветом окраски корпуса и присоединительными устройствами для крепления их к баллону. Редукторы, за исключением ацетиленовых, присоединяются накидными гайками, резьба которых соответствует резьбе штуцера вентиля. Ацетиленовые редукторы крепятся к баллонам хомутом с упорным винтом.

Основные параметры

Давление на входе — как правило, до 250 атмосфер для сжатых (несжижаемых) газов и 25 атмосфер для сжижаемых и растворенных газов. Давление на выходе — типовое 1-16 атм., хотя выпускаются и другие модификации. Расход газа — в зависимости от типа редуктора и его назначения, колеблется от нескольких десятков литров в час, до нескольких сот м?/час.

Принцип работы

Принцип действия редуктора определяется его характеристикой. У редукторов прямого действия — падающая характеристика, то есть рабочее давление по мере расхода газа из баллона несколько снижается, у редукторов обратного действия — возрастающая характеристика, то есть с уменьшением давления газа в баллоне рабочее давление повышается. Редукторы различаются по конструкции, принцип действия и основные детали одинаковы для каждого редуктора.

Рис.1 а — редуктор обратного действия, б — редуктор прямого действия

Редуктор обратного действия (рис. 1а) работает следующим образом. Сжатый газ из баллона поступает в камеру высокого давления 8 и препятствует открыванию клапана 9. для подачи газа в горелку или резак необходимо вращать по часовой стрелке регулирующий винт 2, который ввертывается в крышку 1. Винт сжимает нажимную пружину 3, которая в свою очередь выгибает гибкую резиновую мембрану 4 вверх. При этом передаточный диск со штоком сжимает обратную пружину 7, поднимая клапан 9, который открывает отверстие для прохода газа в камеру низкого давления 13. Открыванию клапана препятствует не только давление газа в камере высокого давления, но и пружина 7, имеющая меньшую силу, чем пружина 3. Автоматическое поддержание рабочего давления на заданном уровне происходит следующим образом. Если отбор газа в горелку или резак уменьшится, то давление в камере низкого давления повысится, нажимная пружина З сожмется и мембрана 4 выправится, а передаточный диск со штоком 5 опустится и редуцирующий клапан 9 под действием пружины 7 прикроет седло клапана 10, уменьшив подачу газа в камеру низкого давления. При увеличении отбора газа процесс будет автоматически повторяться. Давление в камере высокого давления 8 измеряется манометром 6, а в камере низкого давления 13— манометром 11. Если давленые в рабочей камере повысится сверх нормы, то при помощи предохранительного клапана 12 произойдет сброс газа в атмосферу. Помимо однокамерных редукторов применяют двухкамерные, в которых давление газа понижается постепенно в двух камерах редуцирования, расположенных последовательно одна за другой. Двухкамерные (двухступенчатые) редукторы обеспечивают более постоянное рабочее давление и менее склонны к замерзанию, однако они сложнее по конструкции, поэтому двухкамерные (двухступенчатые) редукторы используют тогда, когда необходимо поддерживать рабочее давление с повышенной точностью.

Редукторы прямого действия. В редукторах прямого действия (рис. 1, б) газ через штуцер 3, попадая в камеру высокого давления б и действуя на клапан 7, стремится открыть его (а в редукторах обратного действия — закрыть его). Редуцирующий клапан 7 прижимается к седлу запорной пружиной 5 и преграждает доступ газа высокого давления. Мембрана 1 стремится отвести редуцирующий клапан 7 от седла и открыть доступ газа высокого давления в камеру низкого (рабочего) давления 10. В свою очередь мембрана 1 находится под действием двух взаимно противоположных сил. С наружной стороны на мембрану 1 через нажимной винт 12 действует нажимная пружина 11, которая стремится открыть редуцирующий клапан 7, а с внутренней стороны камеры редуктора на мембрану давит редуцированный газ низкого давления, противодействующий нажимной пружине 11. При уменьшении давления в рабочей камере нажимная пружина 11 распрямляется, и клапан уходит от седла, при этом происходит увеличение притока газа в редуктор. При возрастании давления в рабочей камере 10 нажимная пружина 11 сжимается, клапан подходит ближе к седлу и поступление газа в редуктор уменьшается. Рабочее давление определяется натяжением нажимной пружины 11, которое изменяется регулировочным винтом 12. При вывертывании регулировочного винта 12 и ослаблении нажимной пружины 11 снижается рабочее давление и, наоборот, при ввертывании регулировочного винта сжимается нажимная пружина 11 и происходит повышение рабочего Давления газа. Для контроля за давлением на камере высокого давления установлен манометр 4, а на рабочей камере — манометр 9 и предохранительный клапан 8.
В практике наибольшее распространение получили редукторы обратного действия к ак более удобные и безопасные в эксплуатации .
Типы газовых редукторов
Воздушный редуктор, или регулятор — используется на промышленных предприятиях для понижения давления воздуха и поддержания его постоянным в воздушных сетях и коммуникациях, а также в подводном плавании для понижения давления дыхательной смеси
Кислородный редуктор — используется на разного рода предприятиях (особенно много в машиностроении и металлургии) для проведения автогенных работ (газовой сварки, резки и пайки), а также в медицине и подводном плавании.
Пропановый редуктор — используется на разного рода предприятиях (особенно много в машиностроении и металлургии) для проведения автогенных работ (резки, пайки и подогрева) при строительстве (для укладки битумных покрытий) или в быту (газовые плиты). Бывают с постоянно заданным рабочим давлением (устанавливается на заводе-изготовителе) и с возможностью регулировки давления в диапазоне 0-3 кгс/см2.
Ацетиленовый редуктор — используется на разного рода предприятиях (особенно много в коммунальных хозяйствах) для газовой сварки и резки трубопроводов. В целом газовые редукторы делятся на редукторы для горючих и негорючих газов.

Читайте также: Как разбирается редуктор шуруповерта

Редукторы для горючих газов ( метан, водород и т. д.) имеют левую резьбу, чтобы предотвратить случайное подсоединение редуктора, работавшего с горючими газами, к кислородному баллону. Баллоны с инертными газами (гелий, азот, аргон и др.) имеют правую резьбу, как и баллоны с кислородом. Таким образом, для инертных газов могут использоваться кислородные редукторы.
Кроме того, редуктор может выполнять роль клапана сброса давления. В английском языке редукторы такого типа называются back pressure regulators, в отличие от обычных pressure regulators. Использование редукторов и клапанов сброса давления может быть совместным, в этом случае редуктор устанавливается на входе в систему и регулирует приток газа, тогда как клапан устанавливается на выходе и при необходимости обеспечивает сброс излишнего давления, что повышает общую стабильность системы.

По материалам сайта Википедия..

Видео:Принцип работы редуктора. Виды редукторов. Курсовая.Скачать

Газовые редукторы

Редукторы служат для понижения давления газа, отбираемого из баллона или сети, а также для поддержания рабочего давления постоянным в процессе работы.

Редукторы классифицируются по следующим признакам:

1) по роду газа — на кислородные, ацетиленовые, водородные, пропано-бутановые и др.; различаются окраской и способом крепления к баллону;

2) по пропускной способности — на баллонные и рамповые (центральные);

3) по числу камер редуцирования — на одно- и двухкамерные;

4) по принципу действия — на редукторы прямого и обратного действия.

Редукторы, за исключением ацетиленовых, присоединяются к баллонам накидными гайками, резьба которых соответствует резьбе штуцеров вентилей, а именно: редукторы для кислорода, воздуха и всех негорючих газов имеют гайки с резьбой Труб. 3 /₄» правой, а редукторы для горючих газов — гайки с левой резьбой диаметром 21,8 мм. Ацетиленовые редукторы закрепляются на баллонах при помощи хомута с упорным болтом.

Различные способы крепления редукторов, а также их окраска (та же, что и баллонов) исключают применение аппаратуры не по назначению и связанные с этим опасности.

Рамповые редукторы отличаются от баллонных большими проходными сечениями и соответственно большими размерами и весом.

Двухкамерные редукторы лучше, чем однокамерные поддерживают постоянство рабочего давления газа, и, кроме того, кислородные двухкамерные редукторы более устойчивы против замерзания при большом расходе газа и низкой температуре окружающего воздуха.

Принцип действия редуктора определяет его характеристику: у редукторов прямого действия она падающая, т. е. рабочее давление по мере расхода газа из баллона несколько снижается, а у редукторов обратного действия характеристика возрастающая, т. е. по мере уменьшения давления в баллоне рабочее давление будет повышаться.

Видео:Редуктор. Устройство. Конструкция. Виды и типы редукторовСкачать

Преимущественное применение имеют редукторы обратного действия, как более удобные в эксплуатации.

Редуктор обратного действия (рис. 22, а) работает следующим образом. Газ из баллона поступает через штуцер 1 в камеру высокого давления 4 и своим давлением препятствует открыванию клапана 5. Для подачи газа в горелку необходимо ввернуть регулирующий винт 10, сжимающий главную пружину 9, которая в свою очередь действует на резиновую (или металлическую) мембрану 11 и вызывает ее прогиб вверх. В результате штифт (стойка) 12, перемещаясь вверх, приподнимает клапан 5, который открывает отверстие для прохода газа в камеру низкого (рабочего) давления 8. Открыванию клапана кроме давления газа, поступающего в редуктор, препятствует обратная пружина 3, имеющая значительно меньшую силу, чем пружина 9.

Давление газа на входе в редуктор и в камере рабочего давления контролируется посредством манометров 2 и 7. Для предотвращения повышения рабочего давления в редукторе сверх допускаемого имеется пружинный предохранительный клапан 6.

Читайте также: Масло для редуктора триммера carver

В процессе работы в редукторе автоматически поддерживается постоянное рабочее давление независимо от расхода газа. В случаеувеличения расхода газа клапан больше открывается, так как давление на подвижную мембрану уменьшается, а при уменьшении расхода газа клапан прикрывается, так как давление газа на мембрану в этот момент несколько возрастает.

Уравнение сил для редуктора обратного действия может быть представлено в следующем виде:

где Q₁ — сила главной пружины в кг; Q₂ — сила обратной пружины в кг; Р — высокое давление газа в кгс/см 2 ; р — рабочее давление газа в кгс/см 2 ; F — площадь мембраны в см 2 ; f — площадь клапана в см 2 .

В левой части уравнения указаны силы, открывающие клапан, а в правой — закрывающие его.

В процессе расхода газа из баллона одна из сил, закрывающих клапан, а именно: высокое давление газа, действующее на клапан (Pf); будет уменьшаться и, следовательно, рабочее давление (р) будет несколько повышаться, т. е. редуктор имеет возрастающую характеристику. Для поддержания рабочего давления на требуемом уровне регулирующий винт иногда нужно выводить, т. е. уменьшать силу главной пружины Q₁.

Уравнение сил для редуктора прямого действия (рис. 22, б) при использовании тех же обозначений будет иметь вид:

При расходе газа из баллона давление в нем будет постепенно снижаться и в результате рабочее давление будет также уменьшаться; для поддержания его на установленном уровне регулирующий винт нужно иногда вводить, т. е. увеличивать силу главной пружины Q₁.

Видео:Регулятор перепада давления DN.RU PRDСкачать

Основными рабочими характеристиками редукторов являются: 1) рабочее давление и пропускная способность; 2) перепад давления; 3) предел редуцирования; 4) чувствительность регулировки.

По рабочему давлению и пропускной способности редукторы подбираются в зависимости от условий работы. Пропускная способность редуктора зависит от величины рабочего давления, сечения отверстия в седле клапана и размеров других проходных сечений, в частности выходного штуцера.

Перепад давления представляет собой величину изменения рабочего давления в камере редуктора при резком прекращении расхода газа. Важно, чтобы перепад давления был небольшим, иначе может быть срыв или разрыв шланга и неполадки в редукторе.

Перепад давления выражается в процентах:

где р₁ — рабочее давление при отсутствии расхода газа в кгс/см , р — рабочее давление при расходе газа в кгс/см 2 .

Для баллонных редукторов перепад давления находится в пределах 10-30%, причем у редукторов обратного действия он меньше, чем у редукторов прямого действия, так как давление газа, поступающего из баллона, способствует более быстрому закрыванию клапана.

Пределом редуцирования называется такое наименьшее давление в баллоне или в сети, при котором рабочее давление резко падает. Это заставляет производить замену баллона. Предел редуцирования практически в 2-2,5 раза больше рабочего давления, что при значительной величине рабочего давления, например кислорода при резке стали большой толщины универсальным резаком, приводит к неполному использованию газа из баллона. В таких случаях баллоны доиспользуются для работ, не требующих большого давления, в частности для сварки и пайки.

Чувствительность регулировки характеризуется величиной изменения рабочего давления газа при повороте регулирующего винта на 90°. Для баллонных кислородных редукторов чувствительность составляет 0,5-1 кгс/см 2 , для ацетиленовых и пропановых редукторов 0,25-0,5 кгс/см 2 , так как давление горючих необходимо регулировать более плавно, чем давление кислорода.

Ниже кратко рассматриваются конструкции типовых баллонных редукторов для кислорода, ацетилена и пропан-бутана.

Кислородный редуктор РКД-8-61 (рис. 23) является двухкамерным обратного действия; предназначен для сварки, а также для резки стали малой и средней толщины (до 100 мм). Наибольшее рабочее давление 8 кгс/см 2 , максимальная пропускная способность 25 м 3 /ч. Устройство редуктора показано на рис. 23.

В первой камере редуктора, благодаря постоянной регулировке пружин, давление газа снижается с величины давления в баллоне до 20 кгс/см 2 , а во второй (рабочей) камере рабочее давление устанавливается регулирующим винтом. Редуктор снабжен предохранительным клапаном, отрегулированным на максимально допустимое давление в первой камере, т. е. 20 кгс/см 2 . Аналогичную конструкцию имеет кислородный редуктор РКД-15-61 (наибольшее рабочее давление 15 кгс/см 2 , максимальная пропускная способность 60 м 3 ч).

Видео:принцип работы регулятора РДНКСкачать

Ацетиленовый редуктор РД-2А (рис. 24) представляет собой однокамерный редуктор обратного действия. Сконструирован на базе кислородного редуктора РК-53, выпуск которого в настоящее время прекращен. Отличается от кислородного редуктора размерами главной и запорной пружин, диаметром седла клапана и наличием хомута для присоединения к баллону. Пределы регулирования рабочего давления от 0,1 до 1,5 кгс/см 2 . Наибольшая пропускная способность составляет 5 м 3 /ч. Схема редуктора сходна с приводимой ниже схемой редуктора для пропан-бутана.

Пропано-бутановый редуктор РД-1Б (рис. 25) является однокамерным обратного действия. Крепление к баллону производится накидной гайкой с левой резьбой диаметром 21,8 мм. Окрашивается в красный цвет. Ввиду разъедающего действия сжиженных газов на обычную резину, мембраны изготавливаются из мембранного полотна толщиной 0,8 мм, пропитанного бензомаслостойкой резиной. Рабочее давление может регулироваться в пределах 0,05- 1,5 кгс/см 2 . Наибольшая пропускная способность 5 м 3 /ч.

Читайте также: Ремонт переднего редуктора тойота рав 4

Редуктор РД-1Б может быть использован и для ацетилена при замене накидной гайки хомутом и с окраской корпуса в белый цвет.

В настоящее время промышленностью выпускается также ряд новых конструкций баллонных редукторов: ДКД-65 — кислородный двухкамерный; ДКП — кислородный однокамерный повышенной надежности; одноступенчатые редукторы для горючих газов: ДВП — водородный, ДАП — ацетиленовый, ДПП — пропано-бутановый; двухступенчатый ацетиленовый редуктор ДАД и др.

Из рамповых редукторов выпускаются: ДКР-250 и ДКР-500 для кислорода (соответственно на расход 250 и 500 м 3 /ч), ДАР-1-64 для ацетилена, ДПР-1-64 для пропан-бутана и др.

Регуляторы давления газа и подачи воды, применяемые в некоторых конструкциях ацетиленовых генераторов, имеют устройство, сходное с баллонными однокамерными редукторами, но вместе с тем отличаются некоторыми конструктивными особенностями, обусловленными условиями их работы, т. е. сравнительно небольшим давлением газа или воды и необходимостью повышенной чувствительности регулировки.

При эксплуатации редукторов необходимо следить да их исправностью и соблюдать определенные правила для предотвращения опасностей и перерывов в работе.

Основными неполадками и неисправностями при работе редукторов являются: утечка газа, воспламенение и выгорание частей редуктора, «замерзание» кислородного редуктора и негерметичность клапана («самотек»).

Утечка газа из редуктора может быть при наличии неплотностей. Опасной является утечка горючего газа ввиду образования в окружающей зоне взрывчатой смеси. Неплотности выявляются смазыванием предполагаемого места утечки мыльной водой (образование пузырьков при выходе газа). Для устранения неплотностей редуктор должен быть снят с баллона.

Воспламенение и выгорание частей редуктора может быть по различным причинам. Воспламенение редукторов для горючих газов может произойти при утечке газа и наличии огня, при случайном попадании брызг расплавленного металла и шлака или же при возникновении искры.

Видео:Редуктор, часть 1 Варианты редукторов и их устройствоСкачать

Воспламенение кислородных редукторов бывает в случаях загрязнения редуктора маслом и другими жировыми веществами и резкого открывания вентиля баллона. При резком открывании вентиля непосредственными причинами воспламенению и последующего выгорания частей редуктора могут быть: искровые разряды статического электричества, образующегося от трения молекул газа о стенки трубки высокого давления вследствие сверхзвуковой скорости кислородной струи; выделение большого количества тепла в той же трубке, так как в ней почти мгновенно создается такое же давление, как и в баллоне (до 150 кгс/см г ), что равносильно быстрому сжатию газа. Теоретически температура газа в этот момент может достигнуть нескольких сот градусов.

В результате по обеим указанным причинам может произойти воспламенение отдельных деталей редуктора, в частности эбонитового уплотнения клапана (у редукторов прежних выпусков), обратной пружины и др. Во избежание загорания необходимо производить осмотр вентиля кислородного баллона, производить продувку его до присоединения редуктора и медленно открывать вентиль баллона. В случае загорания необходимо быстро закрыть вентиль баллона, приняв меры против ожогов.

«Замерзание» кислородного редуктора заключается в конденсации и замерзании влаги в отверстии клапана, что ведет к уменьшению, а затем к прекращению подачи кислорода в резак (имеет место обычно при резке). Возможность замерзания повышается с увеличением расхода кислорода, при большом перепаде давления и при низкой температуре окружающего воздуха.

Понижение температуры при дроссель-эффекте выражается формулой:

где t₁ и t₂ — температура газа до и после расширения в °С;

р₁ и р₂ — соответственные давления газа в кгс/см 2 ;

а — коэффициент газа (для кислорода а = 0,313).

Для кислородного редуктора при начальном давлении 150кгс/см 2 и начальной температуре кислорода +10° С теоретически возможная температура газа на выходе из седла клапана равна -31° С. Практически благодаря значительной массе и теплопроводности металла корпуса редуктора температура газа не будет столь низкой, однако при определенных указанных выше условиях охлаждение будет достаточным для возможности замерзания влаги, имеющейся в газе.

Мерами предотвращения замерзания являются: применение при большом расходе кислорода двухкамерных баллонных или рамповых редукторов, осушка или подогрев газа до редуктора, подача кислорода не из одного баллона, а из рампы.

Если редуктор «замерз», то отогрев его может производиться только горячей водой или паром, но не открытым пламенем.

Негерметичность клапана редуктора (самотек) заключается в том, что при отсутствии расхода газа клапан неплотно закрывает вход в камеру рабочего давления; при расходе же газа рабочее давление не поддерживается на установленном уровне, а имеет тенденцию к повышению. В результате может быть срыв или разрыв шланга и загорание его от брызг металла, шлака, а также от искр, что может привести к несчастным случаям.

Видео:ГРПШ-10, пуск, настройка, неисправности. Регулятор давления газа РДГК-10Скачать

Редуктор, имеющий самотек, должен сдаваться в ремонт.

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

источники:

https://evakuatorinfo.ru/shema-reduktora-pryamogo-deystviya