МДК 04.01.01 Техника и технология частично механизированной сварки (наплавки) плавлением в защитном газе — РЕДУКТОРЫ ДАВЛЕНИЯ ГАЗА

1. Для чего предназначены Редукторы давления газа?
2. Какой принцип действия Редукторов давления газа?
3. Как классифицируются газовые редукторы давления?
4. Каков принцип действия, и какого предназначение регуляторов непрямого действия?
5. Каков принцип действия Регуляторов прямого действия?
6. Какие редуктору существуют по назначению и по месту установки?
7. Как отличать редукторы по их назначению?
8. Какие существуют типы газовых редукторов?
9. Перечислить для каких газов и какие газы существуют для технологического и промышленного использования.
10. Выполнить рисунок-схему Газового редуктора Прямого и Обратного типа с указанием обозначений.

Схемы для выполнения десятого Задания:  https://dispace.edu.nstu.ru/didesk/course/show/10377/2

РЕДУКТОРЫ ДАВЛЕНИЯ ГАЗА

Редуктор баллонный предназначен для понижения и регулирования давления газа — поступающего из баллона, и автоматического поддержания постоянным заданного рабочего давления газа.

Согласно ГОСТ 13861-89, редукторы для газопламенной обработки классифицируются:

По принципу действия: на редукторы - прямого и обратного действия;

У регуляторов непрямого действия изменение конечного (рабочего) давления приводит в действие лишь один из механизмов (командный прибор, регулятор управления), который включает источник энергии и осуществляет регулирующие функции.

В регуляторах непрямого действия в качестве энергии используется вспомогательный источник — пневматический, электрический, гидравлический и др.

Регулятор содержит исполнительное устройство — регулирующий клапан 1, устанавливаемый в трубопроводе и управляющий потоком газа, а также управляющее устройство 10, служащее для выработки аналоговых управляющих сигналов давления, подаваемых в камеру Б мембранного привода исполнительного устройства 1 при отклонении значений выходного давления Р2 в трубопроводе от заданного Р.

Регулирующее устройство (клапан) 1 содержит дросселирующее устройство с затвором 13, шток 2, пружину 12 и мембрану 1 с жестким центром.

Регулятор давления прямого действия

Регулятор давления прямого действия - это автоматически действующее автономное устройство, состоящее из регулирующего клапана, снабженного приводом, управляемым чувствительным элементом, реагирующим на давление рабочей среды, без применения постороннего источника энергии

Принцип работы:

Регуляторы давления прямого действия представляют собой конструкции автоматически действующей арматуры, снабженные чувствительным элементом, управляющим приводом плунжера. Чувствительным элементом (датчиком командных сигналов) служит резиновая мембрана или поршень.

Силовое (компенсирующее) воздействие на регулирующую систему, включающую чувствительный элемент, осуществляется грузом или предварительно настроенной пружиной.

Действие регулятора основано на использовании энергии рабочей среды, транспортируемой по трубопроводу.

С изменением давления на контролируемом участке изменяется степень открытия регулирующего органа регулятора в сторону, необходимую для восстановления исходного давления.

По назначению и месту установки Редуктора подразделяют: баллонные (Б), рамповые (Р), сетевые (С);

По редуцируемому газу: ацетиленовые (А), водородные (В), кислородные (К) пропан-бутановые (П), метановые (М);

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.

По числу ступеней редуцирования и способу задания рабочего давления редуктора, подразделяются:

одноступенчатые с пружинным заданием давления (О)

двухступенчатые с пружинным заданием давления (Д),

одноступенчатые с пневматическим задатчиком давления (З).

Основные параметры

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

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.

а — редуктор обратного действия, б — редуктор прямого действия

Редуктор обратного действия работает следующим образом:

Сжатый газ из баллона поступает в камеру высокого давления и препятствует открыванию клапана.

Для подачи газа в горелку или резак необходимо вращать по часовой стрелке регулирующий винт, который ввертывается в крышку.

Винт сжимает нажимную пружину, которая в свою очередь выгибает гибкую резиновую мембрану вверх.

При этом передаточный диск со штоком сжимает обратную пружину, поднимая клапан, который открывает отверстие для прохода газа в камеру низкого давления.

Открыванию клапана препятствует не только давление газа в камере высокого давления, но и пружина, имеющая меньшую силу, чем пружина.

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 сожмётся и мембрана выправится, а передаточный диск со штоком опустится и редуцирующий клапан под действием пружины прикроет седло клапана, уменьшив подачу газа в камеру низкого давления.

При увеличении отбора газа процесс будет автоматически повторяться. Давление в камере высокого давления измеряется манометром, а в камере низкого давления — манометром.

Если давление в рабочей камере повысится сверх нормы, то при помощи предохранительного клапана 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 газ через штуцер, попадая в камеру высокого давления и действуя на клапан, стремится открыть его (а в редукторах обратного действия — закрыть его).

Редуцирующий клапан прижимается к седлу запорной пружиной и преграждает доступ газа высокого давления.

Мембрана стремится отвести редуцирующий клапан от седла и открыть доступ газа высокого давления в камеру низкого (рабочего) давления.

В свою очередь мембрана находится под действием двух взаимно противоположных сил.

С наружной стороны на мембрану через нажимной винт действует нажимная пружина, которая стремится открыть редуцирующий клапан, а с внутренней стороны камеры редуктора на мембрану давит редуцированный газ низкого давления, противодействующий нажимной пружине.

При уменьшении давления в рабочей камере нажимная пружина распрямляется, и клапан уходит от седла, при этом происходит увеличение притока газа в редуктор.

При возрастании давления в рабочей камере нажимная пружина сжимается, клапан подходит ближе к седлу и поступление газа в редуктор уменьшается.

Рабочее давление определяется натяжением нажимной пружины, которое изменяется регулировочным винтом.

При вывертывании регулировочного винта и ослаблении нажимной пружины снижается рабочее давление и, наоборот, при ввертывании регулировочного винта сжимается нажимная пружина и происходит повышение рабочего давления газа.

Для контроля за давлением на камере высокого давления установлен манометр, а на рабочей камере — манометр и предохранительный клапан.

В практике наибольшее распространение получили редукторы обратного действия как более удобные и безопасные в эксплуатации.

Типы газовых редукторов

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.

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.

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.

Подсоединение сварочного оборудования к баллону через редуктор осуществляется с помощью резиновых шлангов, закрепляемых на штуцере хомутами.

И так же происходит присоединение и к самому сварочному аппарату.

Присоединяя редуктор к баллону, обязательно нужно использовать прокладки, чтобы обеспечить плотное прижатие накидной гайки к резьбовому соединению баллона.