Редуктор для кислородного баллона. Устройство и принцип работы

Редуктор для кислородного баллона. Устройство и принцип работы

Кислород в баллоне, применяемый при газоацетиленовой сварке, находится под давлением 135…150 атмосфер, поэтому перед работой давление газа следует существенно снизить. Эту роль выполняет кислородный редуктор. Данное устройство не только редуцирует кислородный поток, но и обеспечивает постоянство показателей рабочего давления в ходе всего сварочного процесса.

Устройство и принцип работы кислородного редуктора

Прямое назначение редуктора – обеспечивать постоянное соотношение между входным давлением газа из баллона и выходным, рабочим, которое поступает на сварочную горелку.

Простейший кислородный редуктор состоит из следующих элементов:

1. Запорной пружины.
2. Впускного клапана.
3. Толкателя.
4. Мембраны.
5. Нажимного диска.
6. Нажимной пружины.

Впускной клапан является наиболее ответственным узлом кислородного редуктора. Он постоянно находится под влиянием двух усилий, действующих в противоположных направлениях. Одно из них создаётся исходным давлением кислорода, который находится в баллоне. Это давление стремится отжать запорную пружину вверх, и пропустить газовый поток к толкателю. Вместе с тем второе давление, от мембраны препятствует этому. В результате камера пониженного давления всегда поддерживается равновесие усилий, которые создаются запорной пружиной и мембраной, что обеспечивается настройкой редуктора. В принципе, устройство схоже с ацетиленовым редуктором.

Кислородный редуктор работает в следующей последовательности. При попытке поднять тарелку запорного клапана вверх сила, передаваемая на мембрану от нажимной пружины, стремится воспрепятствовать этому. Если рабочее давление кислорода уменьшить, то нажимная пружина начинает перемещаться вверх и перемещать в том же направлении мембрану. Толкатель преодолевает сопротивление запорной пружины и открывает входное отверстие для прохода газа, находящегося в кислородном баллоне. Расход кислорода соответственно увеличивается. И наоборот, при возрастании рабочего давления оно воздействует на толкатель, тот движется вниз, и производит перекрытие части входного отверстия. При правильно отрегулированном кислородном редукторе между этими двумя процессам постоянно поддерживается динамическое равенство.

Регулировка кислородного редуктора заключается в том, что силу натяжения нижней, нажимной пружины можно изменять. В большинстве случаев для этого используется винт с мелким шагом резьбы. Если этот винт вывёртывается, то натяжение пружины ослабевает, а рабочее давление кислорода снижается. При вворачивании винта давление увеличивается.

В комплект обычных редукторов, которые требуются для выполнения газосварочных работ входят два манометра. Один из них контролирует давление на входе в редуктор, а второй – давление после редуцирования.

Конструктивно кислородные редукторы производятся двух исполнений – прямого и обратного. В редукторах прямого давления исходный кислород, который поступает из баллона, стремится открыть клапан, а в редукторах обратного действия – закрыть его, прижав толкатель к седлу.

Зависимость давления кислорода в баллоне, который снабжён редуктором, изменяется по параболической зависимости: оно максимально в начальный период, а со временем понижается до уровня рабочего давления сварочного процесса (в таком случае редуктор фактически уже и не требуется). На практике редуктор обратного действия оказывается более работоспособным, поскольку может обеспечивать постоянство значений рабочего давления (независимо от исходного давления кислорода в баллоне) до полного опоражнивания баллона. В то же время кислородный редуктор прямого действия при полупустом баллоне рабочее давление понижает, поскольку нарушается соотношение сил, действующих на толкатель. Поэтому такие устройства нуждаются в постоянной регулировке сварщиком.

Виды и характеристики. Редуктор БКО 50-4 и БКО 50-5

По своим техническим параметрам редукторы для кислородного баллона подразделяются на две группы – рамповые и постовые. Рамповые редукторы отличаются повышенной пропускной способностью – от 100…120 м 3 /ч, а потому используются для питания группы сварочных постов, либо для сварочных работ с большими объёмами. Постовые редукторы – индивидуального назначения, они обеспечивают расход кислорода в количествах 5…25 м 3 /ч (меньшие значения соответствуют меньшим конечным давлениям газа).

Корпуса газовых редукторов внешне однотипны, поэтому при изготовлении их окрашивают в определённые цвета (для кислородных редукторов это голубой цвет).

ГОСТ 13861 предусматривает следующие исполнения кислородных редукторов:

1. Баллонные, типа БКО, БКД и БПО.
2. Сетевые, типа СКО, САО, СПО, СМО.
3. Универсальные (У).
4. Рамповые (РКЗ, РАД, РПД).
5. Центральные (ЦКЗ).

Основной технической характеристикой кислородного редуктора является его пропускная способность и значение рабочего давления газа в баллоне. Например, кислородный редуктор типа БКО 50-4 означает, что агрегат предназначен для подключения к баллону с кислородом, является одноступенчатым, и рассчитан для пропускной способности до 50 м³/ч при рабочем давлении газа 4 атмосферы. Соответственно, для кислородного редуктора БКО 50-5 допустимое значение рабочего давления составляет 5 атмосфер. Именно редукторы типа БКО чаще всего и применяются для индивидуальных постов газосварки.

Дополнительными эксплуатационными особенностями кислородных редукторов являются:

• Число ступеней редуцирования. Выпускаются одноступенчатые устройства, регулятором давления в которых выступает либо пружина, либо иной узел, и двухступенчатые, где регулирование давления происходит постепенно, при помощи промежуточных пневматических камер. Двухступенчатые редукторы обеспечивают более надёжную работу сварочного поста в условиях низких температур, более стабильны по своим характеристикам, но отличаются конструктивной сложностью и, следовательно, увеличенной ценой;
• Способ присоединения. Используется накидная гайка, а не хомут, поскольку взрывоопасность кислорода требует особых требований к герметичности;
• Климатическое исполнение. Требование к надёжности работы регулятора тока особенно возрастают, когда газосварка ведётся не только при низких температурах, но и с большими объёмами. При больших расходах давление кислорода быстро снижается, что сопровождается увеличением объёма газа, остающегося в баллоне. Этот физический процесс ускоряет охлаждение газа и редуктора, в результате устройство может потерять работоспособность.

Принципиальными отличиями двухступенчатого кислородного редуктора являются редуцирующий клапан повышенной точности и двухслойная мембрана увеличенной площади, которая изготавливается из высокопрочных синтетических каучуков. Такой материал нечувствителен к изменению внешней температуры, благодаря чему мембрана сохраняет свою работоспособность при отрицательных температурах и давлениях газа до 150…200 атмосфер.

Правила безопасной эксплуатации

Учитывая взрыво- и пожароопасность кислорода, такие изделия согласно нормам ГОСТ 12.2.008-75 должны периодически подвергаться тщательному регламентному обслуживанию. Применительно к кислородным редукторам типа БКО 50-4 и БКО 50-5 правила обслуживания включают в себя:

1. Проверку хода регулирующего винта/маховика от одного крайнего положения в другое: оно должно выполняться плавно, и без заеданий.
2. Присоединительные элементы не должны иметь внешних механических повреждений – трещин, царапин, а также быть очищенными от масел, жиров и загрязнений.
3. Переодическая проверка манометров не должна быть реже одного раза в год. Критерием необходимости в проверке считается повышенная инерционность стрелки прибора.
4. В качестве уплотняющих элементов – прокладок, ниппелей и пр. – не могут использоваться детали, не соответствующие условиям эксплуатации кислородных редукторов.

1. Перед каждым применением проверяется (по манометру) герметичность соединений, утечка кислорода из баллона недопустима.
2. При присоединённом к редуктору баллоне с кислородом запрещается выполнять какую-либо регулировку.
3. Согласно правилам охраны труда между редуктором для кислородного баллона и остальной газосварочной аппаратурой стоит предусматривать монтаж предохранительных устройств, в том числе и для гашения пламени. Это могут быть обратные клапаны, рассчитанные на давление в баллоне, а также предохранительные затворы.

Цена на кислородный редуктор определяется его конструкцией и эксплуатационными возможностями. Для одноступенчатых редукторов цена колеблется в пределах 1800…2000 руб. (БКО 50-4) и 1100…1200 руб. (БКО 50-5). Двухступенчатые устройства (например, БКД-25 или Multi-Stage RG S2 O2 чешского производства) стоят значительно дороже — 11000…12000 руб.

Газовые редукторы

Редукторы служат для понижения давления газа, отбираемого из баллона или сети, а также для поддержания рабочего давления постоянным в процессе работы.

Редукторы классифицируются по следующим признакам:

1) по роду газа — на кислородные, ацетиленовые, водородные, пропано-бутановые и др.; различаются окраской и способом крепления к баллону;

2) по пропускной способности — на баллонные и рамповые (центральные);

3) по числу камер редуцирования — на одно- и двухкамерные;

4) по принципу действия — на редукторы прямого и обратного действия.

Редукторы, за исключением ацетиленовых, присоединяются к баллонам накидными гайками, резьба которых соответствует резьбе штуцеров вентилей, а именно: редукторы для кислорода, воздуха и всех негорючих газов имеют гайки с резьбой Труб. 3 /₄» правой, а редукторы для горючих газов — гайки с левой резьбой диаметром 21,8 мм. Ацетиленовые редукторы закрепляются на баллонах при помощи хомута с упорным болтом.

Различные способы крепления редукторов, а также их окраска (та же, что и баллонов) исключают применение аппаратуры не по назначению и связанные с этим опасности.

Рамповые редукторы отличаются от баллонных большими проходными сечениями и соответственно большими размерами и весом.

Двухкамерные редукторы лучше, чем однокамерные поддерживают постоянство рабочего давления газа, и, кроме того, кислородные двухкамерные редукторы более устойчивы против замерзания при большом расходе газа и низкой температуре окружающего воздуха.

Принцип действия редуктора определяет его характеристику: у редукторов прямого действия она падающая, т. е. рабочее давление по мере расхода газа из баллона несколько снижается, а у редукторов обратного действия характеристика возрастающая, т. е. по мере уменьшения давления в баллоне рабочее давление будет повышаться.

Преимущественное применение имеют редукторы обратного действия, как более удобные в эксплуатации.

Редуктор обратного действия (рис. 22, а) работает следующим образом. Газ из баллона поступает через штуцер 1 в камеру высокого давления 4 и своим давлением препятствует открыванию клапана 5. Для подачи газа в горелку необходимо ввернуть регулирующий винт 10, сжимающий главную пружину 9, которая в свою очередь действует на резиновую (или металлическую) мембрану 11 и вызывает ее прогиб вверх. В результате штифт (стойка) 12, перемещаясь вверх, приподнимает клапан 5, который открывает отверстие для прохода газа в камеру низкого (рабочего) давления 8. Открыванию клапана кроме давления газа, поступающего в редуктор, препятствует обратная пружина 3, имеющая значительно меньшую силу, чем пружина 9.

Давление газа на входе в редуктор и в камере рабочего давления контролируется посредством манометров 2 и 7. Для предотвращения повышения рабочего давления в редукторе сверх допускаемого имеется пружинный предохранительный клапан 6.

В процессе работы в редукторе автоматически поддерживается постоянное рабочее давление независимо от расхода газа. В случаеувеличения расхода газа клапан больше открывается, так как давление на подвижную мембрану уменьшается, а при уменьшении расхода газа клапан прикрывается, так как давление газа на мембрану в этот момент несколько возрастает.

Уравнение сил для редуктора обратного действия может быть представлено в следующем виде:

где Q₁ — сила главной пружины в кг; Q₂ — сила обратной пружины в кг; Р — высокое давление газа в кгс/см 2 ; р — рабочее давление газа в кгс/см 2 ; F — площадь мембраны в см 2 ; f — площадь клапана в см 2 .

В левой части уравнения указаны силы, открывающие клапан, а в правой — закрывающие его.

В процессе расхода газа из баллона одна из сил, закрывающих клапан, а именно: высокое давление газа, действующее на клапан (Pf); будет уменьшаться и, следовательно, рабочее давление (р) будет несколько повышаться, т. е. редуктор имеет возрастающую характеристику. Для поддержания рабочего давления на требуемом уровне регулирующий винт иногда нужно выводить, т. е. уменьшать силу главной пружины Q₁.

Уравнение сил для редуктора прямого действия (рис. 22, б) при использовании тех же обозначений будет иметь вид:

Q₁ + Pf = Q2 + рF + рf

При расходе газа из баллона давление в нем будет постепенно снижаться и в результате рабочее давление будет также уменьшаться; для поддержания его на установленном уровне регулирующий винт нужно иногда вводить, т. е. увеличивать силу главной пружины Q₁.

Основными рабочими характеристиками редукторов являются: 1) рабочее давление и пропускная способность; 2) перепад давления; 3) предел редуцирования; 4) чувствительность регулировки.

По рабочему давлению и пропускной способности редукторы подбираются в зависимости от условий работы. Пропускная способность редуктора зависит от величины рабочего давления, сечения отверстия в седле клапана и размеров других проходных сечений, в частности выходного штуцера.

Перепад давления представляет собой величину изменения рабочего давления в камере редуктора при резком прекращении расхода газа. Важно, чтобы перепад давления был небольшим, иначе может быть срыв или разрыв шланга и неполадки в редукторе.

Перепад давления выражается в процентах:

где р₁ — рабочее давление при отсутствии расхода газа в кгс/см , р — рабочее давление при расходе газа в кгс/см 2 .

Для баллонных редукторов перепад давления находится в пределах 10-30%, причем у редукторов обратного действия он меньше, чем у редукторов прямого действия, так как давление газа, поступающего из баллона, способствует более быстрому закрыванию клапана.

Пределом редуцирования называется такое наименьшее давление в баллоне или в сети, при котором рабочее давление резко падает. Это заставляет производить замену баллона. Предел редуцирования практически в 2-2,5 раза больше рабочего давления, что при значительной величине рабочего давления, например кислорода при резке стали большой толщины универсальным резаком, приводит к неполному использованию газа из баллона. В таких случаях баллоны доиспользуются для работ, не требующих большого давления, в частности для сварки и пайки.

Чувствительность регулировки характеризуется величиной изменения рабочего давления газа при повороте регулирующего винта на 90°. Для баллонных кислородных редукторов чувствительность составляет 0,5-1 кгс/см 2 , для ацетиленовых и пропановых редукторов 0,25-0,5 кгс/см 2 , так как давление горючих необходимо регулировать более плавно, чем давление кислорода.

Ниже кратко рассматриваются конструкции типовых баллонных редукторов для кислорода, ацетилена и пропан-бутана.

Кислородный редуктор РКД-8-61 (рис. 23) является двухкамерным обратного действия; предназначен для сварки, а также для резки стали малой и средней толщины (до 100 мм). Наибольшее рабочее давление 8 кгс/см 2 , максимальная пропускная способность 25 м 3 /ч. Устройство редуктора показано на рис. 23.

В первой камере редуктора, благодаря постоянной регулировке пружин, давление газа снижается с величины давления в баллоне до 20 кгс/см 2 , а во второй (рабочей) камере рабочее давление устанавливается регулирующим винтом. Редуктор снабжен предохранительным клапаном, отрегулированным на максимально допустимое давление в первой камере, т. е. 20 кгс/см 2 . Аналогичную конструкцию имеет кислородный редуктор РКД-15-61 (наибольшее рабочее давление 15 кгс/см 2 , максимальная пропускная способность 60 м 3 ч).

Ацетиленовый редуктор РД-2А (рис. 24) представляет собой однокамерный редуктор обратного действия. Сконструирован на базе кислородного редуктора РК-53, выпуск которого в настоящее время прекращен. Отличается от кислородного редуктора размерами главной и запорной пружин, диаметром седла клапана и наличием хомута для присоединения к баллону. Пределы регулирования рабочего давления от 0,1 до 1,5 кгс/см 2 . Наибольшая пропускная способность составляет 5 м 3 /ч. Схема редуктора сходна с приводимой ниже схемой редуктора для пропан-бутана.

Пропано-бутановый редуктор РД-1Б (рис. 25) является однокамерным обратного действия. Крепление к баллону производится накидной гайкой с левой резьбой диаметром 21,8 мм. Окрашивается в красный цвет. Ввиду разъедающего действия сжиженных газов на обычную резину, мембраны изготавливаются из мембранного полотна толщиной 0,8 мм, пропитанного бензомаслостойкой резиной. Рабочее давление может регулироваться в пределах 0,05- 1,5 кгс/см 2 . Наибольшая пропускная способность 5 м 3 /ч.

Редуктор РД-1Б может быть использован и для ацетилена при замене накидной гайки хомутом и с окраской корпуса в белый цвет.

В настоящее время промышленностью выпускается также ряд новых конструкций баллонных редукторов: ДКД-65 — кислородный двухкамерный; ДКП — кислородный однокамерный повышенной надежности; одноступенчатые редукторы для горючих газов: ДВП — водородный, ДАП — ацетиленовый, ДПП — пропано-бутановый; двухступенчатый ацетиленовый редуктор ДАД и др.

Из рамповых редукторов выпускаются: ДКР-250 и ДКР-500 для кислорода (соответственно на расход 250 и 500 м 3 /ч), ДАР-1-64 для ацетилена, ДПР-1-64 для пропан-бутана и др.

Регуляторы давления газа и подачи воды, применяемые в некоторых конструкциях ацетиленовых генераторов, имеют устройство, сходное с баллонными однокамерными редукторами, но вместе с тем отличаются некоторыми конструктивными особенностями, обусловленными условиями их работы, т. е. сравнительно небольшим давлением газа или воды и необходимостью повышенной чувствительности регулировки.

При эксплуатации редукторов необходимо следить да их исправностью и соблюдать определенные правила для предотвращения опасностей и перерывов в работе.

Основными неполадками и неисправностями при работе редукторов являются: утечка газа, воспламенение и выгорание частей редуктора, «замерзание» кислородного редуктора и негерметичность клапана («самотек»).

Утечка газа из редуктора может быть при наличии неплотностей. Опасной является утечка горючего газа ввиду образования в окружающей зоне взрывчатой смеси. Неплотности выявляются смазыванием предполагаемого места утечки мыльной водой (образование пузырьков при выходе газа). Для устранения неплотностей редуктор должен быть снят с баллона.

Воспламенение и выгорание частей редуктора может быть по различным причинам. Воспламенение редукторов для горючих газов может произойти при утечке газа и наличии огня, при случайном попадании брызг расплавленного металла и шлака или же при возникновении искры.

Воспламенение кислородных редукторов бывает в случаях загрязнения редуктора маслом и другими жировыми веществами и резкого открывания вентиля баллона. При резком открывании вентиля непосредственными причинами воспламенению и последующего выгорания частей редуктора могут быть: искровые разряды статического электричества, образующегося от трения молекул газа о стенки трубки высокого давления вследствие сверхзвуковой скорости кислородной струи; выделение большого количества тепла в той же трубке, так как в ней почти мгновенно создается такое же давление, как и в баллоне (до 150 кгс/см г ), что равносильно быстрому сжатию газа. Теоретически температура газа в этот момент может достигнуть нескольких сот градусов.

В результате по обеим указанным причинам может произойти воспламенение отдельных деталей редуктора, в частности эбонитового уплотнения клапана (у редукторов прежних выпусков), обратной пружины и др. Во избежание загорания необходимо производить осмотр вентиля кислородного баллона, производить продувку его до присоединения редуктора и медленно открывать вентиль баллона. В случае загорания необходимо быстро закрыть вентиль баллона, приняв меры против ожогов.

«Замерзание» кислородного редуктора заключается в конденсации и замерзании влаги в отверстии клапана, что ведет к уменьшению, а затем к прекращению подачи кислорода в резак (имеет место обычно при резке). Возможность замерзания повышается с увеличением расхода кислорода, при большом перепаде давления и при низкой температуре окружающего воздуха.

Понижение температуры при дроссель-эффекте выражается формулой:

где t₁ и t₂ — температура газа до и после расширения в °С;

р₁ и р₂ — соответственные давления газа в кгс/см 2 ;

а — коэффициент газа (для кислорода а = 0,313).

Для кислородного редуктора при начальном давлении 150кгс/см 2 и начальной температуре кислорода +10° С теоретически возможная температура газа на выходе из седла клапана равна -31° С. Практически благодаря значительной массе и теплопроводности металла корпуса редуктора температура газа не будет столь низкой, однако при определенных указанных выше условиях охлаждение будет достаточным для возможности замерзания влаги, имеющейся в газе.

Мерами предотвращения замерзания являются: применение при большом расходе кислорода двухкамерных баллонных или рамповых редукторов, осушка или подогрев газа до редуктора, подача кислорода не из одного баллона, а из рампы.

Если редуктор «замерз», то отогрев его может производиться только горячей водой или паром, но не открытым пламенем.

Негерметичность клапана редуктора (самотек) заключается в том, что при отсутствии расхода газа клапан неплотно закрывает вход в камеру рабочего давления; при расходе же газа рабочее давление не поддерживается на установленном уровне, а имеет тенденцию к повышению. В результате может быть срыв или разрыв шланга и загорание его от брызг металла, шлака, а также от искр, что может привести к несчастным случаям.

Редуктор, имеющий самотек, должен сдаваться в ремонт.

Автор: Администрация

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Особенности конструкции, виды и критерии подбора кислородных редукторов

Главной функцией, которую выполняют кислородные редукторы высокого давления, выступает понижение этого показателя до рабочего давления и поддержание его на таком уровне. Для каждого вида газа, используемого при сварке металлов или с другими целями, предназначены собственные редукторы. Требования к ним регламентируются ГОСТом 13861-89, содержащим описание технических характеристик и условий эксплуатации подобного оборудования.

Популярность и широкое распространение, которые получил именно редуктор кислородный, объясняется повсеместным применение кислорода при резке и других способах обработки металлов. При этом необходимо помнить одно из важных правил техники безопасности, которое состоит в том, что кислородный редуктор для углекислоты использовать не рекомендуется. Обратная замена оборудования попросту категорически запрещена.

Кислородный редуктор – устройство и принцип работы

Наиболее популярная конструкция кислородного редуктора обратного действия предусматривает наличие двух камер. В первой находится газ под высоким давлением, поступающий из баллона, а во второй, которую часто называют рабочей – под низким, откуда он поступает для непосредственного использования. Камеры сообщаются между собой при помощи специального узла, конструкция которого предусматривает наличие седла, оснащенного пружиной клапана и устройства фильтрации.

Кроме того, для увеличения параметров безопасности при эксплуатации изделия на корпусе редуктора размещается еще один клапан. Его функциональное назначение заключается в стравливании газа в том случае, если давление в рабочей камере превышается нормативное.

Кислородный редуктор также комплектуется двумя манометрами. Первый показывает уровень давления в баллоне, а второй – в рабочей камере или на выходе из устройства. В рабочую зону газ подается при помощи рукава, который одним присоединяется к выходному штуцеру редуктора, а другим — к газовой горелке.

Критерии для подбора кислородного редуктора

При необходимости приобрести кислородные редукторы высокого давления необходимо обращать внимание не несколько параметров. В их число входят:

вид устройства. Различают балонные, сетевые, универсальные, центральные и рамповые редукторы. Наиболее производительными являются рамповые, поэтому они используются для обслуживания сразу нескольких постов. В свою очередь, постовые редукторы предназначены для использования одним сварщиком;

принцип действия. Помимо описанного выше редуктора обратного действия, используются еще и устройства прямого действия;

пропускная способность. Важный параметр, в значительной степени определяющий область использования механизма;

уровень рабочего давления газа. Еще один показатель, влияющий на возможность применения кислородного редуктора в практической деятельности.

Независимо от вида, принципа действия и эксплуатационных характеристик, которыми обладает выбранный кислородный редуктор, крайне важно соблюдать технику безопасности и инструкцию по его грамотному подключению, регулировке и дальнейшему использованию. Это объясняется тем, что любое неправильное применение подобного оборудования чревато неприятными последствиями как для самого работника, так и находящихся от него поблизости людей и объектов.

Правила работы с кислородным редуктором

Перед началом эксплуатации кислородного редуктора требуется обязательное проведение нескольких подготовительных мероприятий. В их число входят:

проверка исправности и работоспособности установленных на устройстве манометров. Стрелки датчиков должны указывать на 0 и не реагировать на поворот или перемещение редуктора;

выворачивание рабочего винта, который регулирует закрытие клапана. Эта операция выполняется до присоединения рукава к штуцеру редуктора;

регулировка устройства, которая производится после подключения редуктора к горелке.

Также рекомендуется выполнить проверку устройства на герметичность, а также проследить, чтобы на резьбовых соединениях отсутствовали следы смазки. При их выявлении требуется убрать масло или жир с использованием растворителя.

Основные причины неисправностей кислородного редуктора

При активном использовании редуктор, как и любое другое оборудование, может периодически выходить из строя. Наиболее часто встречающейся на практике неисправностью является нарушение герметичности узлов соединения камер и клапана. В результате происходит утечка кислорода.

Причиной подобной поломки обычно является износ уплотнителей седла, изготовленных из эбонита. Для устранения проблем требуется их заменить. Другой причиной утечки кислорода может стать попадание в клапан посторонних частиц. В этом случае необходимо произвести чистку механизма.

При использовании редуктора при отрицательных температурах устройство нередко замерзает. Чтобы избежать этого вентиль кислородного баллона оборачивается каким-либо материалом или обдувается теплым воздухом. Применять в подобных целях огонь категорически запрещается.

При длительной эксплуатации редуктора могут выходить из строя отдельные детали или части устройства. К ним относятся нажимная пружина, шпилька или манометры. Для ремонта требуется замена пришедшей в негодность детали.

Сфера использования

Кислородные редукторы применяются в различных областях деятельности. Помимо газопламенных работ, при выполнении которых устройства используются наиболее часто, они применяются в медицине, где устанавливаются в системы подачи кислорода к больничным койкам. Другая область использования кислородного редуктора – системы подачи воздуха, активно применяемые на морском и авиационном транспорте.

Кислородный редуктор

Редуктор кислородный предназначен для понижения и регулирования давления газа — кислорода, поступающего из баллона, рампы или сети, и автоматического поддержания постоянным заданного рабочего давления газа.

Кислородные редукторы, применяемые при газовой сварке и резке металлов, окрашивают в голубой цвет и крепят к вентилям баллонов накидными гайками. На плакате представлена схема баллонного кислородного одноступенчатого редуктора БКО-50-4ДМ. Данный редуктор сертифицирован в России, Украине и в Белоруссии. Редуктор выпускается согласно ГОСТ 13861-89. Наибольшее допустимое давление газа на входе в редуктор — 200 кгс/см², наименьшее давление — 26 кгс/см², наибольшее рабочее давление 12,5 кгс/см², наименьшее 1 кгс/см². При наибольшем рабочем давлении расход газа составляет 50 м³/ч. Масса редуктора 1,2 кг.

Редуктор присоединяется к баллону накидной гайкой. Газ, пройдя фильтр, попадает в камеру высокого давления. При вращении регулировочного винта по часовой стрелке усилие нажимной пружины передается через нажимной диск, мембрану и толкатель на редуцирующий клапан, который, перемещаясь, открывает проход газу через образовавшийся зазор между клапаном и седлом в рабочую камеру.

Редуцирующий узел, состоящий из седла, клапана, пружины и фильтра ЭФ-5, выполнен в виде самостоятельного узла. На корпусе редуктора рабочей камеры установлен предохранительный клапан, отрегулированный на выпуск газа при давлении в рабочей камере в интервале 16,5—25,0 кгс/см².

Давление в баллоне контролируется манометром высокого (входного) давления, а в рабочей камере — манометром низкого (выходного) давления. Отбор газа осуществляется через ниппель, который присоединяется к редуктору гайкой с резьбой М16×1,5. К ниппелю присоединяется рукав диаметром 9 или 6 мм, идущий к горелке или резаку.

Технические характеристики некоторых кислородных редукторов

Показатели	БКО — 50 мини	БКО — 50-4	БКО — 50 МГ	СКО — 10-2	РК — 70	РКЗ — 500-2
Наибольшая пропускная способность V, м 3 /ч	50	50	50	10	100	500
Наибольшее давление газа на входе, P1, MPa (кгс/см 2 )	20 (200)	20 (200)	20 (200)	1,6 (16)	20 (200)	20 (200)
Наибольшее рабочее давление, P2, MPa (кгс/см 2 )	1,25 (12,5)	1,25 (12,5)	1,25 (12,5)	0,5 (5)	7 (70)	1,6 (16)
Масса, кг, не более	0,85	1,5	1,2	1,5	12,2	10,0

На редуктор наносится следующая маркировка:

1. Товарный знак предприятия изготовителя.
2. Марка редуктора.
3. Год и месяц выпуска.

Требования к материалам кислородного редуктора [ править | править код ]

Все детали, контактирующие с кислородом, должны быть обезжирены. Пружины и другие движущиеся детали, находящиеся в контакте с кислородом, должны быть выполнены из стойких к окислению материалов. На пружины кислородных редукторов допускается наносить защитные покрытия, стойкие среде кислорода.

Кислородный редуктор: устройство, принцип работы, особенности и применение

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/см 2 . К месту работы кислород доставляется либо по трубопроводу, либо в баллонах, где давление может доходить до нескольких сотен кг/см 2 . Например, рекомендованное давление в кислородном баллоне — 150 кг/см 2 .

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.

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.

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 м 3 /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 м 3 /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.

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.

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);

величина рабочего давления;

максимальная величина входного давления;

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.).

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 компаний «Кедр» 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.