Устройство и работа газового редуктора низкого давления

Газовый реду́ктор — устройство для понижения давления газа или газовой смеси на выходе из 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.

Содержание

ГОСТ и маркировка [ править | править код ]

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 редуцируемому газу: ацетиленовые (А), водородные (В), 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 [ править | править код ]

Давление на входе — как правило, до 250 атмосфер для сжатых (несжижаемых) газов и 25 атмосфер для сжижаемых и растворённых газов.

Давление на выходе — типовое 1-16 атм., хотя выпускаются и другие модификации (например РК-70, имеющий на выходе давление до 70 атм.).

Расход газа — в зависимости от типа редуктора и его назначения, колеблется от нескольких десятков литров в час до нескольких сот м³/час.

Принцип работы [ править | править код ]

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.

Редуктор обратного действия (рис. 1 а) 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 сожмётся 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 давление 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 6 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 как более удобные и безопасные в эксплуатации.

Типы газовых редукторов [ править | править код ]

• Воздушный редуктор, или регулятор — используется на промышленных предприятиях для понижения давления воздуха и поддержания его постоянным в воздушных сетях и коммуникациях, а также в водолазном деле 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. 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.

Редукторы, предназначенные для установки на баллоны со сжиженными газами (углекислый газ, закись азота, пропан, бутан) могут иметь корпус с развитым оребрением для предотвращения замерзания газа на выходе. С этой же целью редукторы газобаллонных автомобилей включены в систему охлаждения двигателей внутреннего сгорания с жидкостным охлаждением, нагретая вода (или антифриз) подогревает редуктор, препятствуя его обмерзанию.

Газовый редуктор предназначен для стабилизации работы системы газообеспечения. Его основная задача — обеспечить подачу газа, величина давления которого оптимальна для нормальной работы оборудования газопроводной сети. В обязанности редуктора входит автоматическая поддержка значения рабочего давления в должном состоянии.

Классификация регуляторов газа

Прежде чем использовать редуктор давления, следует ознакомиться с его разновидностями и основными параметрами, по которым классифицируют данные приборы.

Принцип работы

По принципу работы газовые приборы бывают прямого и обратного вида.

В редукторах прямого вида газ, проходящий через штуцер, с помощью пружины действует на клапан прижимая его к седлу, тем самым блокируя попадание в камеру газа высокого давления. После выдавливания мембраной клапана от седла происходит постепенное снижение давления до рабочего уровня газового прибора.

Принцип работы прибора обратного вида устроен на сжатии клапана и блокировании дальнейшей подачи газа. При помощи специального регулируемого винта происходит сжатие нажимной пружины, при этом выгибается мембрана, а передаточный диск действует на обратную пружину. Поднимается рабочий клапан, и движение газа к оборудованию возобновляется.

При повышении давления системы (баллон, редуктор, рабочее оборудование) в редукторе с помощью пружины происходит выпрямление мембраны. Передаточный диск, опускаясь вниз, воздействует на обратную пружину и придвигает клапан к седлу.

Следует отметить, что бытовые редукторы для газового баллона обратного вида действия являются более безопасными.

Особенности монтажа

По позиционированию и особенностям монтажа устройства разделяют на рамповые, сетевые и баллонные.

Рамповые газовые регуляторы необходимы для понижения и стабилизации уровня давления газа, поставляемого одним источником. Устройства имеют свойство понижать рабочее давление газа подающегося из центральной магистрали или ряда источников. Применяются при больших объемах сварочных работ. Сетевые стабилизаторы удерживают значение низкого давления газа, поставляемого от коллектора распределения.

Виды рабочего газа

Специфика работы, а также метод подсоединения регулятора давления к источнику целиком зависят от свойств рабочего газа. Согласно используемому материалу устройства бывают такие:

Устройства, работающие с ацетиленом, фиксируются при помощи хомута и упорного винта, тогда как для других используют накидную гайку с резьбой, идентичной резьбе штуцера у вентиля.

Цвет корпуса и тип регулятора

Пропановые редукторы окрашены в красный, ацетиленовые — в белый, кислородные — в синий, углекислотные — в черный. Цвет корпуса соответствует типу рабочей газовой среды.

Устройства стабилизации давления бывают для работы с горючими и негорючими носителями. Отличие между ними заключается в направлении резьбы на баллоне: у первых она левосторонняя, у вторых — правосторонняя.

Технические характеристики

Устройства стабилизации давления газа характеризуются максимальной пропускной способностью и максимальным давлением на выходе.

Пропускная способность регулятора отображает максимальное количество кубометров голубого топлива, обработанного в течение часа. Промышленные устройства способны пропускать до нескольких сотен кубометров за час, бытовые довольствуются несколькими кубами.

Максимальное давление газа на выходе, как правило, равно 1,6 атмосфер.

Редукторы для бытовых баллонов

К особой группе можно отнести редуктор газовый бытовой. Он предназначен для понижения давления пропана, который от баллона поступает в печь или газовый котел. Редукторы, применяемые для стабильной работы баллона, имеют различные формы, габариты, пропускную способность, массу .

Для сохранения и транспортировки газа в сжатом и сжиженном состоянии разработаны специальные газовые баллоны — емкости, в которых вещества содержатся под высоким давлением. Баллоны бывают двух видов:

Регулятор газа для композитных баллонов

Композитные баллоны, которые с успехом заменяют габаритные и небезопасные образцы, компактны, меньше весят и более взрывобезопасные, не поддаются коррозии внутри. Условия эксплуатации баллонов нового типа требуют использования регуляторов, которые отвечают требованиям европейских стандартов.

Одна из таких модификаций — редуктор для композитного газового баллона А300i-A310i, который имеет свои особенности:

• свободно закручивающаяся гайка;
• срок службы прокладки регулятора 10 лет;
• конструкция, обеспечивающая надежную герметичность соединений.

Применение и выбор редукторов

Редукторы, стабилизирующие работу различных видов газа, используются во многих отраслях промышленности, агрокомплекса, в строительстве и медицине.

К примеру, в процессе газовой резки сварочным оборудованием используют редукторы для регулировки подачи кислорода, а ацетиленовые применяются при работе с кузовом автомобиля на СТО или при ремонте и монтаже трубопровода, коммунальными службами. В торговой отрасли углекислотные редукторы служат для насыщения углекислотой напитков, отпускающихся на розлив.

Основное предназначение пропановых стабилизаторов давления — это впуск и регулировка газа от баллонов к газовым плитам, хотя они с успехом применяются и при строительных работах с кровлей. Редуктор пропанового баллона необходим при отоплении частного дома.

При выборе газового редуктора для баллона с регулятором выходного давления нужно обязательно принимать во внимание все детали: газ, который будет обслуживать прибор, вид используемого газового баллона, какую длину и диаметр будет иметь газовый шланг, какого вида переходник на баллон применяется.

При неправильном выборе устройства возможны побочные эффекты, регулятор может свистеть или гудеть. Поэтому рекомендуется эксплуатировать газовое оборудование и регулятор, укомплектованные одним производителем.

Важно знать, зачем газовый баллон снабжен регулятором давления и почему важна эта информация. Каждый бытовой регулятор для газового баллона имеет свое определенное предназначение и рассчитан для работы с определенным видом газа. Правильное использование газового оборудования — гарант бесперебойной подачи и безопасности эксплуатации голубого топлива.

Здравствуйте, дорогие читатели ГБОшника. Сегодня мы продолжим цикл статей о правильном подборе комплектующих ГБО на авто, и на этот раз я расскажу, как правильно выбрать газовый редуктор для газового оборудования автомобиля.

Для начала о том, что такое газовый редуктор?

Газовый редуктор — это специальное устройство, предназначенное для того, чтобы понижать давление газа или газовой смеси после ее выхода из резервуара или емкости (баллон, газопровод), до необходимого для правильной работы уровня. Редуктор создает правильно рабочее давление и поддерживает его во время работы газового оборудования, в независимости от того, какое при этом давление в самом резервуаре или газопроводе. Проще говоря, когда у вас в баллоне останется мало газа и упадет давление, именно газовый редуктор сможет выровнять давление до рабочего уровня, тем самым обеспечивая двигателю ровную и бесперебойную работу.

Теперь детально о том, как работает газовый редуктор на автомобильном двигателе

1. Прежде чем газовый редуктор начнет свою работу, ему необходим хороший прогрев. Температура охлаждающей жидкости, при которой включается редуктор, должна составлять не менее 40°, это особенно важно в зимнее время.
2. Газ в жидком состоянии по газовым магистралям поступает из газового резервуара (баллона) в корпус фильтра, где происходит его очистка и временное "хранение" в случае закрытого электромагнитного клапана газа (ЭКГ).
3. После того как открывается электромагнитный клапан, через седло клапана первой ступени газ испаряется и попадает в первую ступень. После этого мембрана первой ступени прогибается и под давлением газа тянет коромысло клапана, в результате чего происходит опускание клапана на седло, при этом подача газа прекращается. Этот момент соответствует давлению равному — 0,4 атм., при необходимости его можно корректировать при помощи пружины (жесткость самой пружины предусмотрена заводом-изготовителем и не регулируется).
4. Затем газовое топливо под давлением 0,4 атмосферы подается на седло клапана второй ступени, благодаря которому направляется в полость второй ступени. После этого пропан поступает в автомобильный двигатель через выпускной газовый штуцер.

Работа газового редуктора на холостых оборотах

1. Регулировка подачи газа во вторую ступень происходит посредством загрузки клапана второй ступени, которая осуществляется за счет вращения винта регулировки через пружину. Резиновая мембрана второй ступени при этом находится в равновесии и не меняет своего положения. Разрежение, которое образует мотор на холостом ходу, компенсирует нагрузка пружины.

Работа газового редуктора после открытия дроссельной заслонки

1. После того как открывается дроссельная заслонка, происходит разряжение в канале подачи газа в двигатель, этот эффект именуется "эжекцией". Далее происходит отклонение резиновой мембраны второй ступени пропорционально нагрузке на силовой агрегат. Мембрана тянет за собой коромысло клапана второй ступени, после чего клапан открывает седло, увеличивая тем самым подачу газа, следовательно, и обороты двигателя.

Устройство и принцип работы газового редуктора — видео

Как выбрать газовый редуктор? Основные моменты, на которые необходимо обратить внимание

1. Прежде всего уточните поколение ГБО, для которого предназначен тот или иной редуктор. Дело в том, что каждое поколение имеет свои отличия, поэтому редуктор для ГБО второго поколения не подойдет для ГБО четвертого поколения и наоборот.
2. Обратите внимание на газовые редукторы ведущих фирм-производителей данных устройств. Перед покупкой убедитесь, что продукция сертифицирована в России. Лидерами в производстве газовых редукторов являются следующие производители:

• Landi Renzo (Италия);
• Lovato (Италия);
• Tomasetto (Италия);
• OMVL (Италия);
• Atiker (Турция).

Также достойны внимания:

• KME (Польша);
• BRC (Италия);
• Bigas (Италия);
• Autogas (Италия).

1. При выборе оптимального редуктора учитывайте мощность, на которую он рассчитан, рекомендую покупать газовые редукторы с запасом мощности, руководствуясь характеристиками Вашего авто.
2. Уточните несколько важных нюансов: стоимость обслуживания, а также ремонтопригодность газового редуктора. В случае неисправности газового редуктора неремонтопригодный редуктор отремонтировать будет невозможно.
3. Обратите внимание на пыле- и влагозащиту редуктора, она играет важную роль.
4. Газовый редуктор должен иметь "продуманные" крепления, чтобы во время установки у вас не возникло проблем. Лучше всего, чтобы вариантов крепления было несколько, наличие специальных кронштейнов также приветствуются, т. к. в некоторых ситуациях редуктор и в самом деле негде "воткнуть".
5. Обратите внимание на размеры редуктора, чем меньше, тем лучше. Однако не стоит платить за компактность производительностью и качеством редуктора.

Теперь, когда вы знаете как выбрать газовый редуктор, не лишним будет узнать как слить конденсат с газового редуктора, а также как отрегулировать электронный редуктор.