Газовий редуктор.

Газовий редуктор— пристрій для зниження тиску газу або газової суміші, що знаходиться в будь-якій ємності (наприклад у балоні, або газопроводі), до робочого та для автоматичного підтримання цього тиску постійним, незалежно від зміни тиску газу в балоні чи газопроводі.

1. ГОСТ та маркування

Відповідно до ГОСТ 13861-89 редуктори для газополум'яної обробки класифікуються:

За принципом дії: на редуктори прямої та зворотної дії;
За призначенням та місцем установки: балонні (Б), рампові (Р), мережеві (С);
По газу, що редукується: ацетиленові (А), водневі (В), кисневі (К) пропан-бутанові (П), метанові (М);
За кількістю ступенів редукування та способом завдання робочого тиску: одноступінчасті з пружинним завданням тиску (О), двоступінчасті з пружинним завданням тиску (Д), одноступінчасті з пневматичним задатчиком тиску (З).

Редуктори відрізняються один від одного кольором забарвлення корпусу та приєднувальними пристроями для кріплення їх до балона. Редуктори, крім ацетиленових, приєднуються накидними гайками, різьблення яких відповідає різьблення штуцера вентиля. Ацетиленові редуктори кріпляться до балонів хомутом із завзятим гвинтом.

2. Основні параметри

Тиск на вході - як правило, до 250 атмосфер для стиснених (несжижаемых) газів і 25 атмосфер для стисливих та розчинених газів. Тиск на виході типовий 1-16 атм., хоча випускаються й інші модифікації. Витрата газу — залежно від типу редуктора та його призначення, коливається від кількох десятків літрів на годину, до кількох сотень м³/год.

3. Принцип роботи

Принцип дії редуктора визначається його характеристикою. Уредукторів прямої дії — характеристика, що падає, тобто робочий тиск у міру витрати газу з балона дещо знижується, у редукторів зворотної дії — зростаюча характеристика, тобто зі зменшенням тиску газу в балоні робочий тиск підвищується. Редуктори розрізняються за конструкцією, принцип дії та основні деталі однакові для кожного редуктора.

Редуктор зворотної дії(рис. 1а) працює в такий спосіб. Стиснутий газ з балона надходить у камеру високого тиску 8 і перешкоджає відкриванню клапана 9. для подачі газу в пальник або різак необхідно обертати за годинниковою стрілкою гвинт регулюючий 2, який ввертається в кришку 1. Гвинт стискає натискну пружину 3, яка в свою чергу вигинає гумову мембрану 4 вгору. При цьому передавальний диск зі штоком стискає зворотну пружину 7, піднімаючи клапан 9, який відкриває отвір для проходу газу в камеру низького тиску 13. Відкриття клапана перешкоджає не тільки тиск газу в камері високого тиску, але і пружина 7, що має меншу силу, ніж пружина 3. Автоматичне підтримання робочого тиску на заданому рівні відбувається так. Якщо відбір газу в пальник або різак зменшиться, то тиск в камері низького тиску підвищиться, натискна пружина З стиснеться і мембрана 4 виправиться, а передавальний диск зі штоком 5 опуститься і редукуючий клапан 9 під дією пружини 7 прикриє сідло клапана 10, зменшивши подачу газу низький тиск камери. При збільшенні відбору газу процес автоматично повторюватиметься. Тиск у камері високого тиску 8 вимірюється манометром 6, а камері низького тиску 13— манометром 11. Якщо тиск у робочій камері підвищиться понад норму, то з допомогою запобіжного клапана 12 відбудеться скидання газу атмосферу.

Крім однокамерних редукторів застосовують двокамерні, в яких тиск газу поступово знижується в двох камерах редукування, розташованих послідовно одна за одною. Двокамерні (двоступінчасті) редуктори забезпечують більш постійний робочий тиск і менш схильні до замерзання, проте вони складніші за конструкцією, тому двокамерні (двоступінчасті) редуктори використовують тоді, коли необхідно підтримувати робочий тиск з підвищеною точністю.

Редуктори прямої дії.У редукторах прямої дії (рис. 1, б) газ через штуцер 3, потрапляючи в камеру високого тиску б і діючи на клапан 7, прагне відкрити його (а в редукторах зворотної дії - Закрити його). Редукувальний клапан 7 притискається до сідла запірною пружиною 5 і запобігає доступу газу високого тиску. Мембрана 1 прагне відвести редукуючий клапан 7 від сідла і відкрити доступ газу високого тиску камеру низького (робочого) тиску 10. У свою чергу мембрана 1 знаходиться під дією двох взаємно протилежних сил. З зовнішнього боку на мембрану 1 через натискний гвинт 12 діє натискна пружина 11, яка прагне відкрити редукуючий клапан 7, а з внутрішньої сторони камери редуктора на мембрану тисне редукований газ низького тиску, що протидіє натискній пружині 11. При зменшенні тиску в робочій розпрямляється, і клапан уникає сідла, при цьому відбувається збільшення припливу газу в редуктор. При зростанні тиску в робочій камері 10 натискна пружина 11 стискається, клапан підходить ближче до сідла і надходження газу редуктор зменшується. Робочий тиск визначається натягом натискної пружини 11, яке змінюється регулювальним гвинтом 12. При вивертанні регулювального гвинта 12 і ослаблення натискноїпружини 11 знижується робочий тиск і, навпаки, при вкручуванні регулювального гвинта стискається натискна пружина 11 і відбувається підвищення робочого тиску газу. Для контролю за тиском на камері високого тиску встановлено манометр 4, а на робочій камері - манометр 9 та запобіжний клапан 8.

У практиці найбільшого поширення набули редуктори зворотної дії як зручніші та безпечніші в експлуатації.

4. Типи газових редукторів

Повітряний редуктор, або регулятор – використовується на промислових підприємствах для зниження тиску повітря та підтримки його постійним у повітряних мережах та комунікаціях, а також у підводному плаванні для зниження тиску дихальної суміші
Кисневий редуктор — використовується на різноманітних підприємствах (особливо багато в машинобудуванні та металургії) для проведення автогенних робіт (газового зварювання, різання та паяння), а також у медицині та підводному плаванні.
Пропановий редуктор - використовується на різних підприємствах (особливо багато в машинобудуванні та металургії) для проведення автогенних робіт (різання, паяння та підігріву) при будівництві (для укладання бітумних покриттів) або в побуті (газові плити). Бувають із постійно заданим робочим тиском (встановлюється на заводі-виробнику) та з можливістю регулювання тиску в діапазоні 0-3 кгс/см2.
Ацетиленовий редуктор — використовується на різних підприємствах (особливо багато в комунальних господарствах) для газового зварювання та різання трубопроводів.

У цілому нині газові редуктори діляться на редуктори для горючих і негорючих газів. Редуктори для горючих газів (метан, водень і т. д.) мають ліве різьблення, щоб запобігти випадковому приєднанню редуктора, що працював з горючими газами, до кисневого балона.Балони з інертними газами (гелій, азот, аргон та ін.) мають праве різьблення, як і балони з киснем. Таким чином, для інертних газів можуть використовуватись кисневі редуктори.

Крім того, редуктор може виконувати роль клапана скидання тиску. В англійській мові редуктори такого типу називаютьсяback pressure regulators, на відміну від звичайнихpressure regulators. Використання редукторів та клапанів скидання тиску може бути спільним, у цьому випадку редуктор встановлюється на вході в систему та регулює приплив газу, тоді як клапан встановлюється на виході та за необхідності забезпечує скидання зайвого тиску, що підвищує загальну стабільність системи.