Принцип роботи, влаштування газового редуктора

Газовим редуктором називається пристрій, який використовується для подачі газу з ємності, в якій він зберігається в зрідженому стані, до споживача, який використовує газ, наприклад, як паливо.

Призначення газового редуктора

Зріджений газ у газгольдері, балоні або іншій ємності для зберігання його знаходиться під високим тиском. Це спрощує його зберігання та транспортування до місця споживання. Газ, що надходить до споживача, незалежно від того, що це: опалювальний котел, варильна плита або будь-яке газополум'яне обладнання, повинен подаватися під тиском значно нижчим. Таке перетворення тиску і здійснюється в призначеному для цього спеціальному механічному пристрої - газовому редукторі.

Як приклад візьмемо пропан-бутанову суміш. У балоні в зрідженому стані ця суміш двох горючих газів зберігається під тиском 1,6 МПа. Споживачу ж у переважній більшості випадків потрібний тиск до 0,6 МПа. Крім цього, тиск газу, що подається споживачеві, має підтримуватися на постійному рівні незалежно від кількості газу в ємності. Завдання зниження тиску та підтримки його величини і вирішує газовий редуктор, що підключається на вихід резервуара зі зрідженим газом. Газові редуктори встановлюються на всіх ємностях, що експлуатуються, з газом як промислового призначення, так і домашніх побутових газових балонах. Справний редуктор забезпечує безпечну експлуатацію обладнання.

Пристрій та принцип роботи газового редуктора

Існують різні моделі газових редукторів, вони можуть мати різну конструкцію, зовнішній вигляд та допоміжні елементи, але всі вони мають однаковий принцип дії та обов'язково включають такі основні деталі:

• запірну пружину;
• мембрану - найважливішу деталь регулятора, що реагує тиск газової суміші;
• редукуючий клапан.

В основі принципу дії газового редуктора лежить протидія двох сил, що додаються. З одного боку, пружна пружина тисне на клапан, намагаючись перекрити вихід газу, а мембрана, навпаки, прагне клапан відкрити. На гнучку пластину мембрани тисне редукований газ із низьким (робочим) тиском. При зниженні його напору, тиск, який надається мембраною на клапан, перевищує дію на нього запірної пружини, клапан відкривається і весь процес повторюється.

Існують редуктори двох типів: одноступінчасті та двоступінчасті.

Одноступеневий має лише одну камеру, де відбувається зниження тиску. Недоліком такого редуктора є те, що показники газу на виході залежать від показників на вході.

У двоступінчастому редукторі 2 камери: високого та робочого тиску. Газ із балона надходить у камеру високого тиску, а потім через камеру робочого тиску подається до споживача. Така конструкція дає можливість отримати на виході потрібний тиск, який не залежатиме від напору газу в балоні та регулюватиме показники з більшою точністю.

Крім основних деталей до складу редуктора входять цілий ряд додаткових, що забезпечують подачу, регулювання та контроль параметрів газу (регулювальний гвинт, що визначає положення мембрани, манометри високого та низького тиску, штуцер, через який газова суміш надходить у редуктор з ємності та ін.)

Відео, подане нижче, демонструє принцип роботи газового редуктора:

Захист від перевищення тиску

Однією з найважливіших вимог до будь-якого обладнання в системах газопостачання є дотримання норм і правил безпеки. Перевищення величини тиску газу в системі вище за допустиме може призвести до аварійної ситуації, що загрожує будь-якими наслідками. Для запобігання аваріям ряд моделей має додатковий клапан безпеки, який спрацьовуючи при перевищенні номінального тиску в 2,5-3 рази, наповнює надлишок газу.

При використанні в системі газифікації групової балонної установки рекомендується кожен балон оснастити редуктором із клапаном безпеки.

Редуктори для різних газів

У побуті використовуються лише горючі гази (метан або пропан-бутанова суміш). На виробничих підприємствах застосовуються різні скраплені гази та газові суміші. Залежно від газу, для якого вони призначені, розрізняють:

• Ацетиленові застосовуються тільки для зварювальних робіт, пофарбовані в білий колір, виготовляються з металів, за винятком міді, срібла, цинку;
• Водневі використовуються при виконанні газополум'яних робіт (зварювання, різання металів). Металевий корпус редуктора забарвлюється у зелений колір.
• Кисневі, що використовуються при зварюванні металів. Такі редуктори виготовляються із стійких до окислення сплавів та забарвлюються у блакитний колір;
• Пропан-бутанові застосовуються і в побуті, і на виробництві, забарвлюються у червоний колір;
• Метанові використовуються на балонах із пальним газом і традиційно забарвлюється у червоний колір.

Всі редуктори, призначені для роботи з горючими газами, згідно з вимогами ГОСТ, мають ліве різьблення, тоді як редуктори для кисню та інертних газів виготовляються з правим різьбленням. Це виключає підключення редуктора для кисню, наприклад, балону з горючим газом.

Для запобігання замерзанню газу на виході корпус редуктора для вуглеводневих горючих газів може мати розвинене ребра.

Що таке редуктор для газового балона: пристрій та робота приладу з регулятором тиску

Не всі населені пункти та дачні масиви підключені до централізованого газопостачання. На жаль, є ще селища та села, в яких активно застосовують балонний газ. Для його безпечного використання потрібен газовий редуктор - пристрій, що знижує тиск палива до значень, необхідних для плит і котлів.

Ми розповімо все про орієнтири вибору редукційного пристрою. Представлена ​​нами інформація допоможе купити максимально відповідний редуктор для встановлення на газовий балон. У нас детально описані види приладів та критерії, згідно з якими слід віддати перевагу певній моделі.

Бажаючим самостійно провести встановлення та підключення редукційного апарату допоможе докладно викладена покрокова інструкція. У нас ви знайдете правила, дотримання яких убезпечить вас та продовжить службові терміни газових установок. Стаття проілюстрована фотографіями, доповнена відео-посібниками.

Загальні правила вибору балонного редуктора

Стабільна робота газової системи залежить від якості та сумісності всіх її вузлів. При виборі редуктора необхідно врахувати відповідність його параметрів потребам приладів, що підключаються через нього.

Область застосування пристроїв

Для редуктора як основні характеристики вважають такі показники:

• тип газу, що проходить через пристрій;
• спосіб підключення до системи;
• діапазон вихідного тиску;
• максимальна продуктивність;
• Діапазон робочих температур.

Балони з редукторами можна встановлювати усередині або зовні вдома.

До приміщення, в якому встановлено обладнання, висувають підвищені вимоги до повітрообміну з можливістю швидкого провітрювання при виникненні нештатної ситуації. Вуличний варіант заощаджує місце всередині будівлі і безпечніший при витоку пального газу.

Редукційний апарат призначений для зниження тиску закачуваного в балон газу до робочих значень, необхідних для нормального функціонування газового обладнання

За видом газу, що пропускається, редуктори поділяють на такі типи, кожен з яких для додаткової ідентифікації забарвлюють у певний колір:

• ацетиленовий - білий;
• водневий – темно-зелений;
• кисневий - блакитний;
• пропан-бутановий - червоний;
• метановий – червоний.

Колірне маркування редукторів, вироблених за межами Росії, може відрізнятися.

Редуктор, розрахований під балон із пропан-бутановою сумішшю, фарбують у червоний колір. Пристрої, призначені для інших газів, не можна використовувати для зріджених вуглеводнів

Характеристики редуктора, що купується, повинні відповідати параметрам і виду газового балона і приладу, з якими він буде встановлений.Також важливе правильне калібрування потужності вихідного потоку газу.

При виході значення тиску за допустимий діапазон автоматики сучасного газового приладу зробить його відключення. Якщо ж він не оснащений таким захистом, може виникнути аварійна ситуація.

Редуктори як потенційно небезпечне обладнання підлягають обов'язковій сертифікації. Якщо виникли сумніви в заводському поході придбаного пристрою, необхідно вимагати надати сертифікат відповідності.

Стандарти підключення до системи

Для підключення редуктора до газового балона або підведення зазвичай використовують 3 стандарти різьбових з'єднань:

• W 21,8 х 1/14 - Циліндричний різьблення стандарту DIN 477/T1, в Росії для неї часто використовують скорочення СП 21,8;
• G - різьблення трубне циліндричне, де цифра після букви позначає номінальний діаметр в дюймах;
• M – різьблення метричне, де перша цифра після букви позначає номінальний діаметр, а друга – крок різьблення у міліметрах.

Символи "LH" позначають, що використовують ліве різьблення.

Для різних типів газових балонів використовують різні стандарти різьбових з'єднань. Цей факт необхідно враховувати під час придбання редуктора (+)

Деякі прості пристрої мають лише один варіант з'єднання. Так популярний редуктор Type 724B від італійського виробника «Gavana Group S.p.A» оснащений вхідним лівим різьбленням W 21,8 х 1/14 під стандартний металевий балон. На виході стоїть праве напівдюймове внутрішнє різьблення для підключення сильфонного підведення без будь-яких перехідників.

Більш складний пристрій Type 733 з функцією регулювання тиску від цього виробника має вже 6 варіантів вхідного різьблення: під металевий і композитний балони, під мультивентиль газгольдера і ще 3 з'єднання. Також ця модель має 3 варіанти вихідного різьблення.

Якщо вхідне або вихідне різьблення у редуктора не відповідають вентилю балона або підводки, використовують спеціальні перехідники. Однак необхідно мінімізувати кількість таких сполук, оскільки вони збільшують ризик витоку. При стандартному газовому обладнанні нескладно знайти редуктор із відповідним форматом підключення.

Порядок монтажу та запуску

Насамперед проводять монтаж шлангів системи подачі газу без її підключення до балона. Потім на вентиль балона встановлюють гайку редуктора і після цього під'єднують до нього шланги.

При цій операції крани газоспоживаючого приладу, газової колонки, газового котла підлоги, плити, повинні знаходитися в положенні «закрито». Перед приєднанням редуктора для ослаблення пружини необхідно викрутити гвинт до упору.

Тип регулювального гвинта у вигляді вентиля зручніший, ніж пристрій, який потрібно закручувати викруткою. Однак необхідно обмежити доступ дітей до такого приладу

Якщо використовують звичайний гнучкий шланг, для простоти виконання процедури штуцер редуктора можна змочити водою. Таке з'єднання необхідно закріпити гвинтовим хомутом. Сильфонні шланги підключають за допомогою різьбового перехідника, який вкручують замість штуцера.

Після монтажу системи необхідно провести перевірку на пропуск газу при непрацюючих приладах.Для цього необхідно закрутити вентиль витрати газу (якщо він є) і вивернути гвинт, що регулює, щоб максимально послабити пружину.

Якщо після встановлення перепаду тиску стрілка манометра показує поступове збільшення тиску, редуктор використовувати не можна.

Після збору всієї системи необхідно забезпечити надходження газу від балона до редуктора і обертаючи гвинт, що регулює, встановити необхідний тиск на виході. Потім потрібно обмазати мильним розчином місця з'єднань від балона до приладу, що споживає, щоб перевірити їх на предмет витоку газу.

Якщо споживаючим приладом служить газова плита, необхідно послідовно запалити конфорки. Якщо на кожній конфорці полум'я не блакитного кольору, то треба зменшити тиск на редукторі.

Помаранчеве або жовте полум'я конфорки означає неповне згоряння палива. Це веде до значних викидів чадного газу, що може бути небезпечним при тривалому користуванні плитою.

При перевірці працездатності конфорок на мінімальному вогні можлива проблема їхнього загасання. Для її вирішення потрібно або збільшити вихідний тиск за допомогою регулятора на редукторі для газового балона, або змінити положення гвинта витрати на самій плиті.

Якщо вищезазначені проблеми характерні не для всіх конфорок, то на проблемних вузлах плити необхідно прочистити або поміняти жиклери. Якщо відбувся витік газу під час запуску системи, необхідно закрити повністю запірний вентиль. Потім потрібно провітрити приміщення і розпочати усунення несправності.

Необхідний тиск та обсяг

Пропускна здатність редуктора повинна забезпечити роботу всіх підключених до системи приладів на максимальному режимі споживання газу.Деяка проблема визначення необхідних параметрів полягає у використанні різних одиниць виміру.

Існує дві одиниці вимірювання тиску для газових приладів: паскалі (Pa) та бари (br). Для редуктора тиск на вході визначають у мегапаскалях (1 MPa = 10 6 Pa) чи барах, а на виході – у паскалях чи мілібарах (1 mbr = 10 -3 br). Переведення значень тиску між цими одиницями виміру виробляють за такою формулою:

1 br = 10 5 Pa

Обсяг газу, що пропускається через редуктор і споживаного приладами газу може також бути представлений двома величинами: кілограмами і кубометрами.

Параметри вхідного та вихідного тиску більшості російських приладів вказані у паскалях. На закордонних пристроях, як правило, тиск вказують у барах

Співвіднести показники можна з використанням даних про щільність основних балонних газів (кг/м 3 ) при температурі 19 0 C та стандартному атмосферному тиску:

• азот: 1,17;
• аргон: 1,67;
• ацетилен: 1,10;
• бутан: 2,41;
• водень: 0,08;
• гелій: 0,17;
• кисень: 1,34;
• пропан: 1,88;
• вуглекислота: 1,85.

При перерахуванні показників для побутових плит може виникнути проблема, пов'язана із пропорцією пропану та бутану у газових балонах. Їхнє відсоткове співвідношення для різних кліматичних районів регулює ГОСТ 20448-90.

Щільність газової суміші залежить від її відсоткового складу. Наприклад, при заявленому співвідношенні 60% пропану і 40% бутану, щільність газу можна розрахувати наступним чином:

q = 1,88 * 0,6 + 2,41 * 0,4 = 2,09 кг/м3.

Так, якщо максимальна витрата газу чотириконфорочної плити становить 0,84 м 3 /годину, то перепустку такого ж обсягу має забезпечити і редуктор. У перерахунку на кілограми це значення становитиме 2,09 * 0,84 = 1,76 кг/година.

ГОСТ 20448-90 допускає пропан-бутановой суміші досить великий діапазон відсоткового значення обох газів. Це створює деяку невизначеність при розрахунку її густини

До розрахункового значення максимальної пропускної спроможності редуктора потрібно додати 25%.

Це з наступними причинами:

• параметри газової суміші можуть відрізнятися залежно від регіону, пори року та постачальника;
• густина газу, яку приймають при розрахунках, залежить від його температури;
• можлива втрата пружності пружини, яка регулює об'єм камери низького тиску в редукторі, внаслідок чого відбудеться зменшення максимальної пропускної здатності.

Іноді в комплекті із сучасним обладнанням пропонують перевірений за параметрами редуктор із регулятором тиску на випадок використання газового балона із пропаном. Такий варіант є оптимальним з позиції пожежної безпеки та працездатності системи.

Особливості конструкції та обслуговування

Безпроблемна робота системи неможлива без регулярного обслуговування та усунення дрібних несправностей редуктора. Для цього необхідно знати конструкцію пристрою та ознаки типових неполадок.

Схема пристроїв прямої та зворотної дії

За типом конструкції редуктори поділяють на прилади прямої та зворотної дії. У першому випадку на відкриття клапана спрямовано надлишковий тиск газу, що надходить, у другому - недостатній тиск у робочій камері пристрою.

Конструкція однокамерних редукторів прямої та зворотної дії проста. Відсутність складних вузлів є причиною довгої служби без поломок, якщо виріб виготовлено якісно

Основні елементи обох типів конструкцій редуктора однакові:

1. штуцер, через який відбувається подача газу;
2. манометр високого тиску, що показує значення тиску газу, що подається в пристрій;
3. обернена пружина, що працює на закриття клапана;
4. камера високого тиску;
5. клапан, положення якого регулює обсяг газу, що пропускається;
6. запобіжний клапан, що спрацьовує при досягненні неприпустимого тиску робочої камери;
7. манометр низького тиску, що визначає значення робочого тиску газу;
8. робоча камера (низького тиску);
9. регулюючий гвинт, що визначає положення мембрани;
10. основна пружина;
11. мембрана робочої камери;
12. штифт між основною пружиною та пропускним клапаном.

Редуктори зворотної дії набули більшого поширення, оскільки вони більш надійні.

Існують моделі, оснащені пневматичним датчиком тиску, де замість основної пружини на мембрану впливає газ, забезпечуючи рівновагу системи.

Як правило, регулювальний гвинт має тугий хід. Це з недопущенням мимовільного зміни становища під впливом сил, вкладених у мембрану. При його обертанні за годинниковою стрілкою відбувається зменшення обсягу робочої камери та зростання тиску газу, що виходить.

У звичайних редукторах нерівномірність вихідного тиску залежить від значення вхідного і зазвичай досягає 15-20%. Двоступінчасті (або двокамерні) моделі застосовують у разі необхідності підтримання точного тиску газів, що виходять.

Цей кисневий редуктор добре ілюструє конструкцію двоступінчастого типу: за своєю суттю – це два окремі пристрої, з'єднані разом

Такі редуктори мають складніший пристрій і трохи більші габарити. Коштують вони дорожче, ніж їхні одноступінчасті аналоги. Тому за відсутності необхідності їх використання недоцільно.

Періодичний огляд та сервісні роботи

Для тривалої та правильної роботи редуктора необхідно періодично проводити з ним нескладні процедури. Раз на тиждень потрібно записувати показання манометра. При зниженні пружності пружин можливе повільне, але постійне зменшення чи збільшення тиску.

Один раз на квартал необхідно виконувати такі дії:

• Перевіряти герметичність сполучення прокладок, запобіжного клапана та манометрів з корпусом пристрою. Цю процедуру можна виконати, завдавши мильного розчину на місця можливого витоку газу.
• Здійснювати продування запобіжного клапанаа для виключення його залипання. Для цього необхідно приєднати редуктор до джерела стисненого повітря і при закритому отворі підвищувати тиск до спрацювання захисного механізму.

Не можна проводити ремонтні та обслуговуючі роботи, пов'язані з фізичною дією на корпус приладу (у тому числі підтягування різьбових з'єднань), коли редуктор знаходиться під тиском.

Це небезпечно випуском та займанням горючих газів. Крім того, може відбутися різка розгерметизація пристрою з можливим нанесенням фізичних пошкоджень людям, що знаходяться в приміщенні.

Фахівці газової служби зобов'язані проводити щорічний технічний огляд обладнання, виявляти невідповідності вимогам безпеки та видавати розпорядження з алгоритмом їх усунення.

Типові несправності та їх ремонт

Витік газу та відхилення значення тиску за межі нормативного діапазону можна усунути самостійно. Перша проблема може бути викликана наступними причинами:

Пропуск газу через нещільне з'єднання елементів корпусу можна усунути заміною вкладки або застосувавши силіконовий герметик. Пошкоджену мембрану необхідно замінити аналогічним елементом із ремкомплекту.

Причинами відхилення значення тиску можуть бути:

• Проблема із пружиною. Необхідно розібрати редуктор та визначити причину несправності. У разі усунення пружини необхідно її виправити, у разі поломки – замінити. Якщо відбулася втрата пружності, достатньо підкласти під неї тверду прокладку.
• Витік стисненого газу в пристроях з пневматичним принципом тиску на мембрану. Самостійно усунути проблему дуже складно. Необхідна заміна редуктора.
• Проблема із мембраною. Якщо стався розрив, необхідно замінити вузол пристрою, а в разі втрати герметичності в місцях з'єднання з шайбами ​​- усунути цю несправність методом підтягування країв.
• Проблема із перепускним клапаном. Якщо відбулося зношування каучукової прокладки, то необхідно її замінити. У разі порушення руху коромисла слід замінити шарніри.

Враховуючи невелику вартість редукторів, доцільно виконувати його ремонт лише у разі неможливості швидкої заміни. Якщо в результаті дій з пристроєм було проведено його розбір, то для безпеки необхідно перевірити його герметичність при першому запуску.

Висновки та корисне відео на тему

Відео #1. Конструкція простого редуктора для п'ятилітрових балонів:

Відео #2. Приклад ремонту поширених редукторів серії БКО:

Вибір редуктора для системи на основі зрідженого газу необхідно зробити з урахуванням необхідних параметрів тиску та обсягу, що пропускається. Нескладне обслуговування та своєчасне усунення дрібних несправностей дозволить пристрою довго та якісно виконувати свої функції.

Пишіть, будь ласка, коментарі в блоці, що знаходиться нижче. Розкажіть нам про вибір редуктора, який ви поставили на газовий балон, напишіть правила експлуатації приладу. Ставте запитання, ділитесь думкою та фотознімками на тему статті.