Основные теоретические сведения

Редукторы предназначены для понижения давления сжатого газа в баллоне или трубопроводе до рабочего давления, под которым газ должен поступать в горелку или резак, и для автоматического поддержания этого давления на заданном уровне. Кроме того, при помощи редуктора производится регулирование давления расхода сжатого газа, и перекрытие его подачи при прекращении работы.

Редукторы классифицируются:

1)по назначению - кислородные, ацетиленовые, пропан-бутановые, метановые и т.п.:

2) по пропускной способности - баллонные (постовые), рамповые и сетевые:  3) по принципу действия - прямого действия (газ, действуя на клапан, стремится открыть его) и обратного действия (газ, действуя на клапан, стремится закрыть его);

4) по числу камер - одно- и двухкамерные.

Редукторы с одной камерой редуцирования называются однокамерными, а с двумя камерами - двухкамерными. Последние обеспечивают большее постоянство рабочего давления и менее склонны к замерзанию. Они применяются при больших расходах газа.

Редукторы выпускаются по ГОСТу 13861 — 89. В зависимости от редуцируемого газа они отличаются цветом окраски корпуса.

По эксплуатационным показателям наиболее совершенными являются редукторы обратного действия. Сжатый газ из баллона или сети поступает в камеру высокого давления.   При вращении по часовой стрелке регулировочного винта последний будет сжимать главную пружину,которая выгибает гибкую резиновую мембрану вверх. При этом передаточный диск со штоком сжимает обратную пружину, поднимает клапан, и газ из камеры высокого давления поступает в камеру низкого (рабочего) давления, откуда через запорный вентиль поступает в горелку или резак. С увеличением числа оборотов регулирующего винта рабочее давление газа будет увеличиваться.

Автоматическое поддержание рабочего давления на заданном уровне происходит следующим образом. Если отбор газа уменьшится, то давление в камере низкого давления повысится, мембрана выправится, нажимная пружина сожмется, передаточный диск со штоком опустится.

Основными рабочими характеристиками газовых редукторов являются:

· рабочее давление — Рраб, МПа;

· пропускная способность (расход) — Q, м3/час;

· предел редуцирования — Pвх_min, МПа;

· перепад давления, характеризующийся коэффициентом редуцирования — К=Рвх_min/Рраб.

Рабочее давление и пропускная способность редуктора являются взаимозависимыми параметрами: при постоянном диаметре выходного сопла (дюзы) зависимость расхода от рабочего давления прямо пропорциональна. Следовательно, при постоянном диаметре выходного сопла для поддержания постоянного расхода газа достаточно поддерживать постоянным рабочее давление.

При работе редуктора от баллона давление газа на входе в редуктор понижается, в соответствии с этим изменяется и рабочее давление, и, соответственно, расход газа. Величина и направление изменения (увеличение или уменьшение) зависят от конструкции редуктора.

Одноступенчатые газовые редукторы выпускаются в двух исполнениях: прямого и обратного действия. У редуктора прямого действия рабочее давление по мере расхода газа из баллона снижается, а у редуктора обратного действия — повышается.

На рис. 1 показана схема устройства и принцип работы двухкамерного редуктора прямого действия. Газ из баллона через штуцер 1 и клапан 11 поступает в камеру низкого давления 10. Установленное винтом 9 рабочее давление автоматически поддерживается постоянным. В случае уменьшения отбора газа давление в камере 10 увеличивается, мембрана 7 отжимается вниз и прикрывает клапан 11. При снижении давления пружина 8 отжимает мембрану вверх и клапан 11 открывается. Предохранительный клапан 5 защищает мембрану от разрыва при чрезмерном повышении давления в камере 10.

Рисунок 1. Схема устройства и работы редуктора:

a — газ не идет через редуктор; б — газ проходит через редуктор

Из камеры 10 газ поступает через вентиль и штуцер к горелке, и его давление контролируется манометром 2. Положение клапана 11 регулируется мембраной 7, пружинами 4 и 8 и винтом 9. При завертывании винта 9 пружины 4 и 8 сжимаются, клапан открывается больше, и давление в камере 10 повышается. При вывертывании винта давление падает.

Большинство регуляторов расхода газа, выпускаемых в настоящее время, снабжены расходомерами. Расходомер может быть манометрическим или аэродинамическим. Некоторые расходомеры имеют две шкалы — черную и красную, что позволяет производить замер расхода газа, например, аргона и углекислого газа, без замены дюзы.

Порядок выполнения работы

5.1. Изучить основные части редуктора, рассмотреть их и уяснить назначение каждой из них.

5.2. Определить способы крепления редуктора к баллону и сделать эскиз крепления.

Форма отчета о работе

6.1. Тема, цель работы

6.2. Вычертить эскиз крепления редуктора к баллону.

6.3. Описать техническую характеристику редуктора.

6.4. Вывод по работе.

7. Контрольные вопросы и задания

7.1. Каково назначение редукторов?

7.2. Как классифицируются редукторы?

7.3. Опишите устройство кислородного редуктора обратного действия.

7.4. Дайте определение основным характеристикам редукторов.

Рекомендуемая литература

1. Полевой Г.В., Сухинин Г.К. Газопламенная обработка металлов – М: Академия, 2010.

2. Маслов В.И. Сварочные работы – М: ПрофОбрИздат, 2009