Андрей Смирнов
Время чтения: ~13 мин.
Просмотров: 0

Редуктор газовый. устройство. принцип действия. схема работы. применение. настройка, регулировка давления

Зачем применяется газовый редуктор

В любом сосуде газ находится под высоким давлением. Это упрощает его транспортировку и эксплуатацию. Однако, к потребителю, будь то плита, котел, сварочное или газопламенное оборудование, он должен поступать под низким давлением. Для такого преобразования существует специальное механическое устройство – газовый редуктор.

На рисунке изображена схема внутреннего устройства

Возьмем, к примеру, пропан-бутановую смесь. Для того, чтобы ее хранить в жидком состоянии, создается давление порядка 16 бар. Вместе с тем, потребителю, в большинстве случаев, достаточно несколько десятков миллибар. Кроме того, выходное давление должно поддерживаться на определенном уровне в процессе опустошения резервуара. Именно для таких целей необходим редуктор.
Любая баллонная установка оснащена подобным устройством, без которого невозможна ее безопасная эксплуатация, вне зависимости от того, используется она в промышленных или бытовых целях. Больше узнать о работе газобаллонного оборудования можно в статье: эксплуатация баллонных установок в автономной системе газоснабжения.

Применение оборудования для разных типов газа

По виду редуцируемого газа редукторы делятся на следующие типы:

  • ацетиленовые;
  • водородные;
  • кислородные;
  • пропан-бутановые;
  • метановые.

Вместе с тем, все варианты можно условно разделить на устройства для горючих и негорючих газов. Баллоны с горючей газовой смесью имеют левую резьбу, тогда как емкости для инертных газов и кислорода оснащены правой резьбой. Это сделано для того, чтобы предотвратить случайное присоединение редуцирующего элемента, предназначенного, например, для метана, к баллону с кислородом. Кстати, больше информации об автономной газификации Вы найдете в этом разделе.

Для сжиженных углеводородных газов устройство газовых редукторов может иметь одну конструктивную особенность. С целью предотвращения замерзания газа на выходе, корпус приспособления выполняется с развитым оребрением.

На долговечность работы редуктора большое значение оказывает качество газа. Поэтому заправку резервуаров необходимо осуществлять у надежных компаний, таких как «Промтехгаз», где помимо хорошего обслуживания можно получить профессиональную консультацию по работе с любым газовым оборудованием.

Оборудование, применяемое для понижения давления кислорода на выходе из сосуда для его хранения до рабочего, и поддержания его на необходимом уровне называют редуктором.

Для каждого типа технического газа, применяемого в промышленности и быту, существуют свои конструкции оборудования, для углекислого газа один тип, для ацетилена другой, для кислорода третий.

Ключевым документом, определяющим требования к газовым редукторам, является ГОСТ 13861-89. Этот документ определяет общие условия изделий этого типа.

Устройство и ключевой принцип работы газового редуктора

Газовый редуктор – механизм, который состоит из ряда последовательно соединённых камер, разделённых клапанами. Главным является разгрузочный клапан на выпуске, также играющий роль своего рода дозатора впрыска. Данный клапан может быть как электромагнитным, так и механическим, а также иметь дополнительную защиту против возможного хлопка.

Для правильной регулировки редуктора ГБО, в случае неисправности, необходимо и наличие ремкомплекта, куда входят уплотнители, прокладки и быстроизнашиваемые кольца из резины. В редукторе, вне зависимости от поколения, всегда есть испарительный элемент и канал холостого хода.

Принцип работы

Проходящий по магистрали сжиженный пропан либо метан попадает в первую ступень редуктора и испаряются с расширением, одновременно снижая давление в системе. В зависимости от того, к какому типу принадлежит редуктор, от поколения и фирмы-изготовителя, возможно наличие одной либо нескольких ступеней. В качестве примеров можно привести газовый редуктор ГБО Лавато или редукторы ГБО Томасетто, ориентированные на карбюраторные автомобили с двухступенчатой системой испарения, и одновременно отличающиеся умеренной ценой, простотой в дальнейшем обслуживании и наличием ремкомплектов по доступным ценам.

Выпускной клапан пропускает готовый к работе газ по специальной магистрали в коллектор, далее газ смешивается с воздухом до определённой пропорции и поступает в двигатель. В ходе испарения газ расширяется, если пропан сжат до 16 атмосфер, а метан – до 200, то давление спускается до 1,8 атмосфер. Такого рода процесс, согласно термодинамике, происходит с быстрым поглощением тепла и энергии из внешней среды.

Функционально редуктор мало отличим от стандартного рефрижератора, и поэтому газовый редуктор замерзает во время работы. Механизм может замерзнуть до такой стадии, что начинает покрываться льдом или инеем и становится непригодным для дальнейшей эксплуатации, так как из-за раздутого клапана установка пропускает сжиженный газ дальше (в этом случае понадобится ремкомплект и новая регулировка редуктора ГБО).
Для профилактики такого явления прибор подключается к системе охлаждения и устанавливается поближе к обогревательным элементам автомобиля. Температура редуктора ГБО – важнейший показатель, именно из-за особенности работы редуктора  в холодную погоду невозможно запустить двигатель на газу, вначале необходим прогрев на бензине, и уже потом – переход на метан или пропан.

У каждого редуктора своя производительность, и при неправильном выборе подача газа может оказаться недостаточной, редуктор станет работать интенсивнее и больше остывать. В конечном итоге это может привести к остановке газовой установки и необходимости последующего ремонта.

Электронный редуктор Lovato (2 поколение ГБО)

Электронный редуктор Ловато 2 поколения был создан с появлением на рынке инжекторных автомобилей, так как вакуумный не мог обеспечить комфортного переключения с бензина на газ и обратно на данном типе автомобилей.

Его конструкция, практически, идентична вакуумному редуктору, но из неё изъята вакуумная мембрана, обеспечивающая функцию «Car Safety». Вместо неё установлен электрический клапан, управляемый переключателем. Последний и обязан обесточить (закрыть) клапан, в случае, если двигатель не работает. Электронный редуктор Ловато 2 поколения в линейке продуктов Lovato называется RGE и выпускается в трёх вариантах для двигателей до 122 л.с. (RGE90), 160 л.c. (RGE140) и до 300 л.с. (RGE220).

Конструкция и виды

Конструкция устройства достаточно проста, но изготовление его требует высокой точности соблюдения размеров и тщательной обработки седла клапана.

Устройство пропанового редуктора

Пропановый редуктор состоит из следующих узлов и деталей:

  • Герметичный корпус, выполненный из металла или ударопрочного пластика.
  • Подводящий патрубок, снабженный накидной гайкой.
  • Сетчатый фильтр и объемный фильтрующий элемент.
  • Рабочий патрубок, снабженный резьбовым ниппелем.
  • Камеры высокого и низкого напора, разделенные упругой мембраной.
  • Клапан, его седло с уплотнением и шток.
  • Возвратная, или редуцирующая пружина.
  • Регулирующий винт.
  • Задающая пружина.
  • Манометр.

Пропановые редукторы бывают двухступенчатые и одноступенчатые. В одноступенчатом адаптере напор понижается с входного до рабочего за один прием. В двухступенчатом предусмотрена дополнительная камера высокого давления и еще один клапан. редукция происходит в два этапа. Такая конструкция эффективна, если напор на входе очень высок, и применяются в специальных случаях. Наибольшее распространение получили баллонные одноступенчатые адаптеры благодаря простоте своей конструкции и легкости в эксплуатации.

Последовательность установки и использования

Пропановый редуктор любого типа и исполнения считается техникой повышенной опасности, поэтому при его установке необходимо соблюдать ряд обязательных требований:

  1. Помещение (если редуктор монтируется к внутреннему потребителю) тщательно проветривается. Причём окно/форточка должно оставаться открытым в течение всей продолжительности первичного пуска.
  2. Верная последовательность пользования устройством такова: вначале плавно открывается вентиль на баллоне с пропаном. Затем открывается вентиль редуктора и лишь потом – газопотребляющей техники. Вращением маховичка регулировочного винта устанавливается необходимый уровень рабочего давления. Отключение производится в обратном порядке. При появлении посторонних звуков – щелчков, шипения и пр. – техника незамедлительно отключается.
  3. После установки стабильного прохождения газа через редуктор следят за показаниями стрелки манометра, которая не должна отклоняться больше тех значений колебания давления, которые указаны в паспорте. В противном случае использование техники прекращают. Особенно опасным считается медленное увеличение давления газа.

  1. Раз в 2…3 месяца герметичность всех соединений проверяют, а при необходимости – подтягивают резьбовые крепления.
  2. При необходимости регламентного обслуживания пропанового редуктора – продувки клапана – устройство отсоединяют от газовой магистрали, после чего выпускают остаток газа из всех рабочих полостей устройства. Все последующие операции выполняются только в специальных мастерских, которые располагают испытательными стендами.
  3. После окончания применения входной вентиль на редукторе закрывают до упора. В этом случае заневоливание пружины исключается, а её работоспособность увеличивается.
  4. Для соблюдения правил противопожарной безопасности между редуктором и газопотребляющей установкой желательно предусматривать устройство пламягасительных приспособлений.

Зачем применяется газовый редуктор

В любом сосуде газ находится под высоким давлением. Это упрощает его транспортировку и эксплуатацию. Однако, к потребителю, будь то плита, котел, сварочное или газопламенное оборудование, он должен поступать под низким давлением. Для такого преобразования существует специальное механическое устройство – газовый редуктор.

На рисунке изображена схема внутреннего устройства

Возьмем, к примеру, пропан-бутановую смесь. Для того, чтобы ее хранить в жидком состоянии, создается давление порядка 16 бар. Вместе с тем, потребителю, в большинстве случаев, достаточно несколько десятков миллибар. Кроме того, выходное давление должно поддерживаться на определенном уровне в процессе опустошения резервуара. Именно для таких целей необходим редуктор. Любая баллонная установка оснащена подобным устройством, без которого невозможна ее безопасная эксплуатация, вне зависимости от того, используется она в промышленных или бытовых целях. Больше узнать о работе газобаллонного оборудования можно в статье: эксплуатация баллонных установок в автономной системе газоснабжения.

Классификация различных видов газовых редукторов

Комплектация устройства может варьироваться в зависимости от поколения. Также разнятся методы запирания разгрузочной камеры и способы регулировки. В более ранних поколениях был вакуумный механический редуктор, мембрана реагировала на показатель разрежения во впускном коллекторе, к которому шла дополнительная трубка. При запуске двигателя карбюратор начинал всасывать топливо, падающее давление открывало потоку газа вакуумный клапан. Если мотор останавливается, то давление приходит в норму и блокирует проходящий пропан. Для регулировки редуктора ГБО достаточно вращения винта дозатора подачи газа (винт жадности). Кроме того, пользователей газа привлекал уровень качества аппарата, доступность и дешевизна ремкомплекта.

Второе поколение

Начиная со второго поколения в комплектацию к газовой установке начал входить электронный газовый редуктор. Редуктор ГБО 2 поколения имеет ещё одну важную особенность – электромагнитный клапан выпускной установки, управляемый от простого силового блока. Электронный редуктор обеспечивает точное включение и автоматически реагирует в случае запуска мотора. В износившихся и устаревших карбюраторных моторах часто даже не хватает вакуума для работы мембраны. Электронный же клапан подаёт газ, исходя из результатов, автономно получаемых датчиком кислорода (лямбда-зондом) .

Третье и четвертое поколение

Редуктор ГБО 4 поколения, точно также как и 3 поколения, имеет более простую конструкцию за счёт того, что дополнительные функции выполняет коллектор. Не требуется большого числа чувствительных мембран за счёт разделённой системы впрыска, и достаточно иметь две ступени и электронный клапан. Одновременно с этим возросло количество датчиков в механизме и появился так называемый многоуровневый фильтр, обеспечивающий очистку газа. Механизм намного проще регулировать вручную, в электронный блок управления подключается обычный ноутбук, и при помощи специального программного обеспечения ведётся диагностика и регулировка. Запчасти из ремкомплекта редуктора, особенно производителей Tomasetto или Ловато 4 поколения, достаточно доступны и широко представлены на рынке.

Изучив все вышеуказанные данные ознакомившись с характеристиками, вы можете принять решение, о том, какой тип редуктора ГБО будет для вас оптимальным вариантом, наиболее простым и доступным в обслуживании.

Схема устройств прямого и обратного действия

Устройства прямого типа имеют следующую схему работы: пропан, поступающий в зону высокого давления, отжимает клапан от его седла. Пропан попадает в рабочую камеру, наполняя ее и повышая в ней напор. Он воздействует на мембрану, сдавливая основную пружину. Мембрана идет вниз, тянет за шток и перекрывает клапан в момент достижения рабочего значения напора. В процессе использования пропана напор в рабочей камере падает, пропан высокого давления вновь открывает клапан и в рабочую зону снова попадает газ.

Схема редуктора прямого действия

В устройствах обратного типа клапан открывает основная пружина, преодолевая силу воздействия газа высокого давления. После того, как рабочая зона заполняется и давление достигает заданного, шток идет вниз, перекрывая клапан. В процессе использования пропана давление в рабочей зоне снижается и пружина снова отрывает клапан.

Схема редуктора обратного действия

Устройства обратного действия считаются более надежными и безопасными. Именно они завоевали популярность в бытовых и профессиональных применениях.

Теперь детально о том, как работает газовый редуктор на автомобильном двигателе

Прежде чем газовый редуктор начнет свою работу, ему необходим хороший прогрев

Температура охлаждающей жидкости, при которой включается редуктор, должна составлять не менее 40°, это особенно важно в зимнее время.
Газ в жидком состоянии по газовым магистралям поступает из газового резервуара (баллона) в корпус фильтра, где происходит его очистка и временное «хранение» в случае закрытого электромагнитного клапана газа (ЭКГ).
После того как открывается электромагнитный клапан, через седло клапана первой ступени газ испаряется и попадает в первую ступень. После этого мембрана первой ступени прогибается и под давлением газа тянет коромысло клапана, в результате чего происходит опускание клапана на седло, при этом подача газа прекращается

Этот момент соответствует давлению равному — 0,4 атм., при необходимости его можно корректировать при помощи пружины (жесткость самой пружины предусмотрена заводом-изготовителем и не регулируется).
Затем газовое топливо под давлением 0,4 атмосферы подается на седло клапана второй ступени, благодаря которому направляется в полость второй ступени. После этого пропан поступает в автомобильный двигатель через выпускной газовый штуцер.

Работа газового редуктора на холостых оборотах

  1. Регулировка подачи газа во вторую ступень происходит посредством загрузки клапана второй ступени, которая осуществляется за счет вращения винта регулировки через пружину. Резиновая мембрана второй ступени при этом находится в равновесии и не меняет своего положения. Разрежение, которое образует мотор на холостом ходу, компенсирует нагрузка пружины.

Работа газового редуктора после открытия дроссельной заслонки

  1. После того как открывается дроссельная заслонка, происходит разряжение в канале подачи газа в двигатель, этот эффект именуется «эжекцией». Далее происходит отклонение резиновой мембраны второй ступени пропорционально нагрузке на силовой агрегат. Мембрана тянет за собой коромысло клапана второй ступени, после чего клапан открывает седло, увеличивая тем самым подачу газа, следовательно, и обороты двигателя.

Меры предосторожности

Бытовой газ весьма опасен. Основные угрозы, которые несет пропан, это:

Памятка о бытовом газе

  • Пожароопасность.
  • Непригодность для дыхания.
  • Взрывоопасность при достижении предельной концентрации пропана в воздухе, а также при резком росте температуры в закрытом объеме.
  • Во время утечки газа резко понижается температура, возможно обморожение.

Для сохранения жизни и здоровья людей, и их имущества следует принимать меры предосторожности:

Правила пользования газом

  • Исключить соседство с открытым пламенем и источниками тепла.
  • Исключить присутствие в рабочей зоне других возгораемых материалов.
  • Исключить присутствие нитратов и перхлоратов рядом с газовым оборудованием ввиду их химической активности.
  • Не применять редуктор для пропанового баллона, при наличии повреждений или утечки.

Конструкция и виды

Пропан (СН3)2СН2 – природный газ, обладающий высокой теплотворной способностью: при 25°С теплота его сгорания превышает 120 ккал/кг

Вместе с тем, применять его следует с особыми предосторожностями, поскольку пропан не имеет запаха, но уже при своей концентрации в воздухе всего 2,1% является взрывоопасным

Особо важно то, что будучи легче воздуха (плотность пропана составляет всего 0,5 г/см3), пропан поднимается вверх, и потому, даже при относительно малых концентрациях, являет собой опасность для самочувствия человека

Пропановый редуктор должен выполнять две функции – обеспечивать строго определённый уровень давления при подключении к нему какого-либо устройства, и гарантировать стабильность значений такого давления при дальнейшей эксплуатации. Чаще всего в качестве таких устройств применяются газосварочные аппараты, газовые обогреватели, тепловые пушки и другие виды обогревательной техники. Применяется этот газ и для пропанового баллона автомобиля, работающего на сжиженном топливе.

Различают две разновидности пропановых редукторов – одно- и двухкамерные. Последние применяются реже, поскольку более сложны по своему устройству, а их отличительная способность — последовательно снижать давление газа в двух камерах — на практике используется лишь при повышенных требованиях к допустимому уровню перепадов давления. Распространёнными моделями редукторов считаются БПО 5-3, БПО5-4, СПО-6 и др. Вторая цифра в условном обозначении указывает на номинальное давление, МПа, при котором срабатывает предохранительное устройство.

Конструктивно однокамерный пропановый редуктор типа БПО-5 (Баллонный Пропановый Однокамерный) состоит из следующих узлов и деталей:

  1. Корпуса.
  2. Толкателя.
  3. Клапанного седла.
  4. Редуцирующей пружины.
  5. Мембраны.
  6. Понижающего клапана.
  7. Присоединительного ниппеля.
  8. Входного штуцера.
  9. Задающей пружины.
  10. Сетчатого фильтра.
  11. Манометра.
  12. Регулирующего винта.

Основными техническими характеристиками пропановых редукторов являются:

  • Максимальная пропускная способность по объёму газа в единицу времени, кг/ч (маркируется цифрой, располагающейся сразу после буквенной аббревиатуры; например, пропановый редуктор типа БПО-5 рассчитан на пропуск не более 5 кг пропана в час);
  • Максимальное входное давление газа, МПа. В зависимости от типоразмера устройства оно может быть в пределах от 0,3 до 2,5 МПа;
  • Максимальное выходное давление; в большинстве конструкций оно составляет 0,3 МПа, и адаптировано под аналогичный показатель для газопотребляющего агрегата.

Все выпускаемые пропановые редукторы должны полностью соответствовать требованиям ГОСТ 13861.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Степан Волков
Наш эксперт
Написано статей
141
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации