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/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.

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.


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.

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);

  • 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.).

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.