Кислородный редуктор: устройство, принцип работы, особенности и применение

1 / 1

Не будем вдаваться в дебри теоретических размышлений, отметим, что слово «редуктор» происходит от слова «редуцировать». На русский язык оно переводится как «изменять в сторону ослабления». Из этого логически следует, что кислородный редуктор — устройство для ослабления давления газа.

Назначение кислородного редуктора

Технические устройства, работающие с кислородом, нуждаются в стабильном давлении на входе. Как правило, рабочее давление таких устройств составляет единицы кг/см2. К месту работы кислород доставляется либо по трубопроводу, либо в баллонах, где давление может доходить до нескольких сотен кг/см2. Например, рекомендованное давление в кислородном баллоне — 150 кг/см2.

Следует учитывать, что по мере расхода кислорода во время работы, давление в баллоне уменьшается. Назначение редуктора состоит в том, чтобы обеспечивать подачу на вход технических устройств кислорода с постоянным давлением, независимо от давления в баллоне или газовой магистрали.

Причины поломок редукторов

Как и любое техническое устройство, кислородный редуктор подвержен неполадкам, возникающим в процессе эксплуатации. Так, утечка кислорода может возникнуть из-за того, что нарушена герметичность между клапаном и камерами. Это может быть вызвано тем, что износилось уплотнение седла, выполненное из эбонита, или тем, что в механизм клапана попали посторонние частицы.

При работе в зимнее время кислородный редуктор может замерзнуть. Для предотвращения этого явления вентиль баллона необходимо закрыть и обдуть его теплым воздухом. Это устранит и наледь, и лишнюю влагу. Кстати, огонь для отогрева редуктора применять категорически запрещено.

Нередки случаи, когда происходит засорение редуктора посторонними частицами. Для предотвращения этого необходимо фильтр периодически продувать или промывать.

Сферы применения

Основная масса технического кислорода используется для проведения газосварочных работ. На месте проведения работ происходит понижение давления кислорода до рабочего уровня при помощи редуктора. Для этого применяются баллонные либо рамповые разновидности в зависимости от способа доставки кислорода (баллоны или магистраль).

Ещё одна отрасль, потребляющая кислород – медицина. Техническое оснащение этой отрасли немногим отличается от сферы газосварочных работ. Доставляется газ в баллонах, далее давление снижается редукторами и разводится по палатам и койкам. Кислород же поступает медицинский, стандартизированный. В составе газа не менее 99% кислорода и 1% азота. Никакие другие примеси недопустимы.

Что еще следует знать при работе с редуктором

Как известно, из школьного курса химии, кислород – это сильнейший окислитель и поэтому работа с ним должны выполняться в строгом соответствии с требованиями правил безопасности и охраны труда. В частности, нельзя допускать контакта кислорода и масел, результатом такого контакта станет взрыв.

Часто газ привозят на рабочие места в баллонах, давление в которых составляет 14,7 МПа. Поэтому при обращении с ними необходимо соблюдать определенные правила безопасности. Кроме того, что баллон нельзя ронять, ударять по нему, хранить от огня и пр. Кислородный редуктор, установленный на нем, должен быть закрыт прочным кожухом.

Виды

В зависимости от места установки различают баллонные редукторы БКО и БКД, что означает баллонный кислородный одноступенчатый и баллонный кислородный двухступенчатый с механической регулировкой давления. Для обеспечения сварки чаще всего используют редуктор БКО 50 – 4. В маркировке обозначена возможность устройства пропускать 50 м3/час газа при давлении 4 атм.

При питании сварочных постов от газовой магистрали используют сетевые редукторы СКО. Их применяют в случаях, когда давление газа в сети превышает давление, допустимое для потребителей. Отличительной чертой является наличие только одного манометра, который показывает величину давления газа на выходе устройства.

Централизованная подача газа, осуществляемая при высоком давлении, требует установки рамповых редукторов (РКЗ). Их отличительной особенностью является большая пропускная способность до 125 м3/час. Они устанавливаются на рампе высокого давления непосредственно на трубопроводе. Могут эксплуатироваться при давлении кислорода до 300 бар. Имеют встроенный входной фильтр и вентиль для сброса избыточного давления.

Существует два вида кислородных редукторов, отличающихся принципом работы: прямого действия и обратного действия. Особенности их работы мы рассмотрим ниже. Для тех, кто не желает вникать в тонкости работы этих устройств, заметим, что редукторы обратного действия считаются более надёжными, имеют более простое устройство и позволяют поддерживать нормальное рабочее давление до полного окончания газа в баллоне.

Принцип действия

Чем проще устройство, тем оно надёжнее. Прелесть газовых редукторов состоит в том, что в основе их работы заложен очень простой принцип сравнения двух давлений. Одно давление — то, что поступает из баллона, а второе – давление пружины.

Мы не можем повлиять на давление газа в баллоне, но можем усилить или уменьшить давление пружины. Разница этих давлений и будет необходимым рабочим давлением. Такой простой принцип несложно реализовать.

Что такое редуктор, и какие виды редукторов бывают

Редуктор предназначен для того, что бы полученную мощность, давление или количество оборотов понижать до той необходимой величины, которая необходима для работы оборудования. Это могут быть редукторы на ведущие колеса автомобиля, редуктор на электрическую дрель или шуруповерт, газовый редуктор или кислородный редуктор. Редукторы имеют разную конструкцию, но выполняют свою задачу, которая исходит из названия устройства. Редуцировать это означает понижать.

По конструкции он может состоять из шестерен, конических, цилиндрических, может состоять из червяка и колеса, может иметь центральную шестерню, водило и сателлиты, которые расположены вокруг центральной солнечной шестерни, может иметь две камеры высокого и низкого давления и мембрану между ними.

Устройство кислородного редуктора

Устройство и порядок работы редуктора лучше всего рассматривать по рисунку (см. ниже). Рассмотрим работу редуктора обратного действия, как наиболее распространённого. Кислород поступает из баллона во входное отверстие 1.

Регулирующий винт 9 ввёрнут, задающая пружина 10 сжата и своим усилием подняла вверх мембрану 11. Мембрана своим толкателем 12 открыла клапан, преодолев усилие верхней пружины 3. Газ начинает поступать в камеру 8 и в выходной штуцер.

Как только давление газа в камере 8 превысит заданное регулирующим винтов, мембрана 11 выгнется вниз и толкателем 12 закроет клапан. Газ, продолжая выходить через выходной штуцер, приведёт к снижению давления в камере, и цикл повторится снова. Регулирующий винт имеет мелкую резьбу, что позволяет очень точно задавать величину рабочего давления. Для контроля давления установлены манометры на входе 2 и выходе 7 редуктора.

Во избежание аварийного повышения давления в камере, на ней установлен предохранительный клапан 6, который «стравит» лишнее давление в атмосферу. Рисунок приведен в упрощённом виде, для лучшего понимания процесса. В реальном устройстве ещё устанавливают несколько фильтров различных конструкций для очистки газа.

Редуктор кислородный БКО-50-12,5 (ДОКА)

НАЗНАЧЕНИЕ

Регулятор давления (редуктор) баллонный кислородный одноступенчатый БКО-50-12,5 предназначен для понижения и регулирования давления газа – кислорода, поступающего из баллона, и автоматического поддержания постоянным заданного рабочего давления газа при питании постов и установок газовой сварки, резки, пайки, нагрева и других процессов газопламенной обработки.
Редуктор изготавливается в соответствии с требованиями технических условий ТУ
3645-001-38350642-2020
, ГОСТ 13861-89, и ГОСТ12.2.052-81.
Редуктор выпускается в климатическом исполнении УХЛ2 для типа атмосферы II и группы условий эксплуатации — 3 по ГОСТ 15150-69, но для работы в интервале температур -25°¸+50° С.

УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ

Понижение давления газа в редукторе происходит путём одноступенчатого расширения его при прохождении через зазор между седлом и редуцирующим клапаном в камеру рабочего давления.

При вращении регулирующего маховика по часовой стрелке усилие задающей пружины передаётся через мембрану и толкатель на редуцирующий клапан. Последний, перемещаясь, открывает проход газу из камеры высокого давления через образовавшийся зазор между редуцирующим клапаном и седлом в камеру рабочего давления и демпфирующую камеру. Сила, действующая на мембрану со стороны демпфирующей камеры, компенсирует силу задающей пружины и способствует установлению зазора, при котором давление в рабочей камере остается постоянным при различном расходе и различных входных давлениях газа. В рабочей камере редуктора установлен предохранительный клапан.

Корпус и крышки редуктора выполнены из алюминиевого сплава.

На редукторе установлены показывающие устройства: для определения давления в рабочей камере – на 2,5 МПа (25 кгс/см2) и для определения давления в баллоне – на 25 МПа (250 кгс/см2).

Редуктор присоединяется к баллону входным штуцером с помощью гайки с резьбой G 3/4 по ГОСТ 6357-81.

Отбор газа осуществляется через ниппель универсальный, к которому присоединяется резинотканевый рукав диаметром 9 или 6,3 мм по ГОСТ 9356-75.

Предприятием ведется дальнейшая работа по усовершенствованию конструкции редуктора.

УКАЗАНИЯ МЕР БЕЗОПАСНОСТИ

При эксплуатации регулятора соблюдайте «Межотраслевые правила по охране труда при производстве ацетилена, кислорода, процессе напыления и газопламенной обработке металлов ПОТ РМ-019-2001», «Межотраслевые правила по охране труда при электро- и газосварочных работах ПОТ РМ-020-2001»и ГОСТ 12.2.008. -75.

Перед открытием вентиля баллона выверните регулирующий маховик до полного освобождения задающей пружины. Запрещается быстрое открытие вентиля баллона при подаче газа в регулятор давления. Присоединительные элементы регулятора давления и вентиля баллона должны быть чистыми и не иметь никаких повреждений, следов масел и жиров.

ПРАВИЛА ЭКСПЛУАТАЦИИ

Перед присоединением редуктора к баллону необходимо убедиться в исправности установленных на редукторе показывающих устройств для определения давления и уплотняющей прокладки на входном штуцере, а также проверить качество уплотняющих поверхностей ниппеля и выходной втулки. Присоединить редуктор к баллону и к его выходу присоединить резак или горелку и закрыть их вентили расхода газа. Установить рабочее давление и проверить герметичность соединений редуктора и «самотёк». После прекращения расхода газа стрелка показывающего устройства для определения рабочего давления должна остановиться, т. е. не должно происходить медленного нарастания рабочего давления.

Перед запуском редуктора в работу, а также не реже одного раза в три месяца проверять герметичность сопряжения показывающих устройств для определения давления и предохранительного клапана с корпусом регулятора давления. При нарушении герметичности необходимо подтянуть резьбовые соединения.

Каждый редуктор проходит предпродажную проверку в России.

Характеристики и особенности

Для правильного выбора и безаварийной эксплуатации редуктора необходимо знать его назначение и характеристики. Производители и торгующие организации сопровождают свои изделия следующим набором характеристик:

• тип редуктора (обратного или прямого действия);
• количество ступеней;
• пропускная способность;
• величина рабочего давления;
• максимальная величина входного давления;
• климатическое исполнение.

При описании устройства мы остановились на редукторе обратного действия. Это обусловлено тем, что этот тип встречается повсеместно, имеет решающие преимущества над редуктором прямого действия в виде надёжности и условий использования газа из баллона. Подробное описание работы редуктора прямого действия может заинтересовать только узкопрофильных специалистов. Для большинства пользователей достаточно знать, что разница между ними состоит в том, что в редукторе прямого действия давление газа из баллона стремится открыть клапан, а у редуктора обратного действия – наоборот закрыть.

Редукторы бывают одноступенчатые и двухступенчатые. Наибольшее распространение получили одноступенчатые. Они проще по конструкции и, соответственно, дешевле. Двухступенчатые более сложные и дорогие, но бывают случаи, когда без них не обойтись. Наличие промежуточных камер в двухступенчатом редукторе предотвращает возможность обмерзания редуктора при работе с большим расходом газа в условиях низких температур. Они допускают работу при отрицательных температурах и давлении до 200 атмосфер.

Такие характеристики, как пропускная способность, величина рабочего давления и максимальная величина входного давления понятны на интуитивном уровне и не нуждаются в специальных разъяснениях. Климатическое исполнение учитывает особенности работы в различных климатических зонах (жара, холод, сырость, влажность и т.п.).

Редуктор кислородный медицинский

В отличие от редукторов для газорезки, медицинские редукторы выпускаются только прямого действия, имеющие положение крана «вверх». Они намного меньше в размерах и соответственно, легче. Кроме того соединяется с баллоном при помощи как накидной гайки, так и прокладки. Газ поступает или через ниппель или, если его нет, через вентиль. Если это устройство для газовой смеси азота с кислородом, используется в конструкции и электрический подогреватель газа. Расход кислорода или закиси азота происходит более плавно, на счет конструкции и может выдавать давление 25 л/ минуту, в случаях применения в реанимации и 7 л/минуту для облегчения дыхания больного в палате или специальном кабинете.

Изготавливаются медицинские редукторы согласно ТУ -84-379, у них должны отсутствовать детали из алюминия, приводящие к воспламенению прибора в случае, если адиабатическое сжатие превысит норму.

Поэтому эти приборы не могут быть взаимозаменяемыми.

Настройка кислородного редуктора

Подобные действия необходимо проводить при подготовке к работе вновь установленного кислородного редуктора. Первым делом нужно убедиться в исправности манометров, которые стоят на редукторе. Стрелки манометров должны строго показывать на «0» и не шевелиться при поворотах и перемещениях редуктора.

До присоединения рукава к штуцеру баллона необходимо убедиться в плавном проворачивании регулирующего винта. Полное выворачивание винта гарантирует прекращение подачи кислорода.

Не будет лишним убедиться в герметичности всего узла в целом. Для этого необходимо подключить горелку, открыть на неё подачу кислорода, установить рабочее давление регулировочным винтом и обмазать мыльным раствором все места соединений. Отсутствие мыльных пузырей засвидетельствует их герметичность.

После всех вышеперечисленных мероприятий оботрите редуктор и ещё раз визуально убедитесь в отсутствии пятен, которые могут оказаться маслами или жирами. В подозрительных случаях лучше ещё раз всё протереть растворителем. Теперь можно приступать к пробному пуску.

Советы по выбору и правила использования

При выборе редуктора следует учитывать точку размещения. Особых объяснений не нужно, понятно, что рамповый или сетевой редуктор нельзя ставить на баллон. Нельзя ставить на кислородный баллон аргоновый или углекислотный редуктор. Удостоверьтесь в том, что возможное максимальное давление газа на входе не превышает допустимое для данного типа редуктора. При нарушении этого условия создаются предпосылки для аварийного разрушения изделия. Выбирайте устройство в соответствии с необходимым рабочим напряжением.

Сделать выбор между одноступенчатым и двухступенчатым редуктором несложно. В 99% случаев вам достаточно одной ступени. И только при специфических условиях эксплуатации может понадобиться две ступени снижения давления. Это обязательно будет оговорено в технической документации по технологическому процессу. То же самое и с климатическим исполнением: если вы работаете в нормальной климатической зоне, то климатическое исполнение вас совсем не будет интересовать.

Чтобы не нарваться на подделку, внимательно читайте маркировку на корпусе. Здесь должен быть чётко виден логотип производителя, марка изделия и дата выпуска. Сравните эти данные с указанными в документации на устройство.

Вопросы настройки и подготовки к работе оборудования были описаны выше. Добавим ещё несколько простых правил, необходимых для безопасной работы. В процессе работы необходимо постоянно следить за возможными утечками и замерзанием редуктора.

При кратковременной остановке работы достаточно закрыть вентиль на резаке. При остановках более 15 минут нужно вывернуть регулирующий винт, это предохранит от порчи регулирующую пружину. В конце рабочего дня рекомендуется снимать редуктор с баллона и укладывать в ящик.

Где приобрести кислородный редуктор

От многих неожиданностей и неприятностей при эксплуатации редуктора можно избавиться ещё на этапе его приобретения. Для этого нужно выбрать проверенного временем производителя. Группа является надёжным производителем и поставщиком сварочного оборудования в России, Европе и Азии.

На нашем сайте можно ознакомиться с характеристиками, получить подробную консультацию и купить редуктор для кислородного баллона БКО-50-4М в климатическом исполнении от -25°С до +50°С и редуктор для понижения давления газа БКО-50 для работы в интервале температура от -15° до +15° С.