Reduktory se používají ke snížení tlaku plynu odebraného z lahve nebo sítě a také k udržení konstantního provozního tlaku během provozu.
Převodovky jsou klasifikovány podle následujících kritérií:
1) podle druhu plynu – kyslík, acetylen, vodík, propan-butan atd.; liší se barvou a způsobem připevnění k válci;
2) z hlediska propustnosti – do balónu a rampy (centrální);
3) podle počtu redukčních komor – na jedno- a dvoukomorové;
4) podle principu činnosti – přímo a zpětně působící převodovky.
Reduktory, s výjimkou acetylenových, jsou k válcům připojeny převlečnými maticemi, jejichž závity odpovídají závitům armatur ventilů, a to: redukce pro kyslík, vzduch a všechny nehořlavé plyny mají matice s trubkovými závity. 3/4» pravé, a redukce na hořlavé plyny – matice s levým závitem o průměru 21,8 mm. Acetylenové redukce jsou připevněny k válcům pomocí svorky s přítlačným šroubem.
Různé způsoby upevnění převodovek, stejně jako jejich zbarvení (stejné jako u válců) eliminují použití zařízení k jiným účelům, než je určeno a s tím spojená nebezpečí.
Rampové převodovky se liší od balonových převodovek tím, že mají větší průtokové sekce a odpovídajícím způsobem větší rozměry a hmotnost.
Dvoukomorové redukce udržují konstantní provozní tlak plynu lépe než jednokomorové redukce a navíc kyslíkové dvoukomorové redukce jsou odolnější vůči zamrznutí při vysokých průtokech plynu a nízkých okolních teplotách.
Princip činnosti převodovky určuje její charakteristiku: u přímočinných převodovek je klesající, t.j. pracovní tlak mírně klesá se spotřebou plynu z válce, a u zpětně působících převodovek se charakteristika zvyšuje, t.j. tlak ve válci klesá, pracovní tlak bude stoupat.
Převážně se používají reverzní převodovky, protože jejich použití je pohodlnější.
Zpětná převodovka (obr. 22, a) funguje následovně. Plyn z válce vstupuje armaturou 1 do vysokotlaké komory 4 a jeho tlak brání otevření ventilu 5. Pro přívod plynu do hořáku je nutné zašroubovat regulační šroub 10, stlačující hlavní pružinu 9, která dále působí na pryžovou (nebo kovovou) membránu 11 a způsobuje její ohnutí směrem nahoru. Výsledkem je, že kolík (stojan) 12, pohybující se nahoru, zvedne ventil 5, čímž se otevře otvor pro průchod plynu do nízkotlaké (pracovní) tlakové komory 8. Otevření ventilu kromě tlaku plynu vstupu do reduktoru brání vratná pružina 3, která má výrazně menší sílu než pružina 9.
Tlak plynu na vstupu do reduktoru a v provozní tlakové komoře je řízen manometry 2 a 7. Aby nedocházelo ke zvýšení provozního tlaku v reduktoru nad přípustnou mez, je zde pružinový pojistný ventil 6.
Během provozu je v reduktoru automaticky udržován konstantní provozní tlak bez ohledu na průtok plynu. Pokud se průtok plynu zvýší, ventil se otevře více, protože tlak na pohyblivou membránu klesá, a když se průtok plynu sníží, ventil se uzavře, protože tlak plynu na membráně v tomto okamžiku mírně vzroste.
Silová rovnice pro převodovku zpátečky může být prezentována takto:
kde Q1 — síla hlavní pružiny v kg; Q2 — síla vratné pružiny v kg; P – vysoký tlak plynu v kgf/cm2; р—pracovní tlak plynu v kgf/cm2; F je plocha membrány v cm2; f je plocha ventilu v cm2.
Levá strana rovnice ukazuje síly, které ventil otevírají, a pravá strana ukazuje síly, které jej uzavírají.
V procesu proudění plynu z tlakové láhve působí jedna ze sil, která uzavírá ventil, a to: vysoký tlak plynu působící na ventil (Pf); bude klesat, a proto se pracovní tlak (p) mírně zvýší, to znamená, že převodovka má rostoucí charakteristiku. Pro udržení provozního tlaku na požadované úrovni je někdy nutné odstranit regulační šroub, tj. snížit sílu hlavní pružiny Q1.
Silová rovnice pro přímočinnou převodovku (obr. 22, b) s použitím stejného zápisu bude mít tvar:
Q1 + Pf = Q2 + RF + Rf
Jak plyn proudí z válce, tlak v něm bude postupně klesat a v důsledku toho se sníží i provozní tlak; aby se udržela na nastavené úrovni, musí být někdy zasunut stavěcí šroub, tj. musí být zvýšena síla hlavní pružiny Q1.
Hlavní provozní vlastnosti převodovek jsou: 1) provozní tlak a průchodnost; 2) pokles tlaku; 3) redukční mez; 4) citlivost nastavení.
Z hlediska provozního tlaku a průchodnosti se převodovky volí v závislosti na provozních podmínkách. Průchodnost převodovky závisí na provozním tlaku, průřezu otvoru v sedle ventilu a rozměrech ostatních průtokových úseků, zejména výstupní armatury.
Pokles tlaku je velikost změny provozního tlaku v redukční komoře, když se průtok plynu náhle zastaví. Je důležité, aby pokles tlaku byl malý, jinak může dojít k poruše nebo prasknutí hadice a problémům v převodovce.
Pokles tlaku je vyjádřen v procentech:
kde p1 – provozní tlak při nepřítomnosti průtoku plynu v kgf/cm2, p – provozní tlak při nepřítomnosti průtoku plynu v kgf/cmXNUMX.
U lahvových reduktorů je pokles tlaku v rozmezí 10-30% a u reverzně působících reduktorů je menší než u reduktorů přímočinných, protože tlak plynu vycházející z lahve přispívá k rychlejšímu uzavření ventilu.
Redukční mez je nejnižší tlak ve válci nebo v síti, při kterém provozní tlak prudce klesá. To nutí válec k výměně. Redukční mez je prakticky 2-2,5krát větší než provozní tlak, což při značném provozním tlaku, například kyslíku při řezání tlusté oceli univerzální frézou, vede k neúplnému využití plynu z láhve. V takových případech se válce navíc používají pro práce, které nevyžadují vysoký tlak, zejména pro svařování a pájení.
Citlivost seřízení je charakterizována velikostí změny provozního tlaku plynu při otočení seřizovacího šroubu o 90°. Pro kyslíkové redukční ventily v lahvích je citlivost 0,5-1 kgf/cm2, pro acetylenové a propanové redukční ventily 0,25-0,5 kgf/cm2, protože tlak paliva musí být regulován plynuleji než tlak kyslíku.
Níže stručně probereme návrhy typických redukčních ventilů pro kyslík, acetylen a propan-butan.
Reduktor kyslíku RKD-8-61 (obr. 23) je dvoukomorový reverzní; Určeno pro svařování, jakož i pro řezání oceli malé a střední tloušťky (do 100 mm). Nejvyšší pracovní tlak je 8 kgf/cm 2, maximální průchodnost je 25 m 3 / h. Konstrukce převodovky je znázorněna na obr. 23.
V první komoře reduktoru se díky neustálému nastavování pružin sníží tlak plynu z tlaku ve válci na 20 kgf/cm 2 a ve druhé (pracovní) komoře se pracovní tlak nastaví ovládací šroub. Reduktor je vybaven pojistným ventilem nastaveným na maximální přípustný tlak v první komoře, tj. 20 kgf/cm2. Kyslíkový reduktor RKD-15-61 má podobnou konstrukci (maximální provozní tlak 15 kgf/cm 2, maximální průchodnost 60 m 3 h).
Acetylenová převodovka RD-2A (obr. 24) je jednokomorová převodovka se zpětným chodem. Navrženo na bázi kyslíkového reduktoru RK-53, jehož výroba je v současné době ukončena. Od kyslíkového reduktoru se liší rozměry hlavní a uzavírací pružiny, průměrem sedla ventilu a přítomností svorky pro připojení k válci. Limity řízení provozního tlaku jsou od 0,1 do 1,5 kgf/cm 2 . Maximální průtok je 5 m 3 /h. Schéma převodovky je podobné níže uvedenému schématu převodovky pro propan-butan.
Propanbutanový reduktor RD-1B (obr. 25) je jednokomorová zpětně působící převodovka. Upevnění na válec je provedeno převlečnou maticí s levým závitem o průměru 21,8 mm. Zbarví se do červena. Kvůli korozivnímu účinku zkapalněných plynů na běžnou pryž jsou membrány vyrobeny z membránového materiálu o tloušťce 0,8 mm impregnovaného benzínem a oleji odolnou pryží. Pracovní tlak lze nastavit v rozsahu 0,05-1,5 kgf/cm2. Maximální průchodnost 5 m 3 /h.
Převodovku RD-1B lze použít i na acetylen výměnou převlečné matice za svěrku a lakováním tělesa na bílo.
V současné době se v průmyslu vyrábí také řada nových konstrukcí válcových reduktorů: DKD-65 – kyslíkový dvoukomorový; DKP – kyslíková jednokomorová se zvýšenou spolehlivostí; jednostupňové reduktory pro hořlavé plyny: DVP – vodík, DAP – acetylen, DPP – propan-butan; dvoustupňový acetylenový reduktor DBP atd.
Vyrábí se tyto rampové redukce: DKR-250 a DKR-500 pro kyslík (pro průtoky 250, resp. 500 m 3 /h), DAR-1-64 pro acetylen, DPR-1-64 pro propan-butan, atd.
Regulátory tlaku plynu a přívodu vody, používané v některých konstrukcích vyvíječů acetylenu, mají konstrukci podobnou jednokomorovým válcovým reduktorům, ale zároveň se liší v některých konstrukčních vlastnostech vzhledem ke svým provozním podmínkám, tj. relativně málo plynu nebo vody. tlak a potřeba zvýšené citlivosti nastavení.
Při provozu převodovek je nutné sledovat jejich provozuschopnost a dodržovat určitá pravidla, aby se předešlo nebezpečí a přerušení provozu.
Hlavní problémy a poruchy při provozu převodovek jsou: únik plynu, vznícení a vyhoření částí převodovky, „zamrznutí“ reduktoru kyslíku a netěsnost ventilu („gravitační tok“).
V případě netěsností může dojít k úniku plynu z reduktoru. Únik hořlavého plynu je nebezpečný tvorbou výbušné směsi v okolí. Netěsnosti se zjišťují mazáním místa podezřelého úniku mýdlovou vodou (tvorba bublin při úniku plynu). Aby se odstranily netěsnosti, musí být reduktor odstraněn z válce.
K vznícení a spálení dílů převodovky může dojít z různých důvodů. K vznícení převodovek na hořlavé plyny může dojít v důsledku úniku plynu a požáru, náhodného rozstřiku roztaveného kovu a strusky nebo jiskry.
K zapálení kyslíkových reduktorů dochází, když je reduktor znečištěn olejem a jinými mastnými látkami a ventil láhve je náhle otevřen. Při prudkém otevření ventilu mohou být bezprostředními příčinami vznícení a následného vyhoření částí převodovky: jiskrové výboje statické elektřiny vznikající třením molekul plynu o stěny vysokotlaké trubice v důsledku nadzvukové rychlosti kyslíku proud; uvolnění velkého množství tepla ve stejné trubici, protože se v ní téměř okamžitě vytvoří stejný tlak jako ve válci (až 150 kgf / cm g), což je ekvivalentní rychlému stlačení plynu. Teoreticky může teplota plynu v tomto okamžiku dosáhnout několika set stupňů.
V důsledku toho může z obou těchto důvodů dojít k vznícení jednotlivých částí převodovky, zejména ebonitového těsnění ventilu (u převodovek předchozích verzí), vratné pružiny atd. Aby nedošlo k požáru, je nutné prohlédněte ventil kyslíkové láhve, před připojením převodovky jej vyčistěte a pomalu otevřete balónek ventilu. V případě požáru musíte rychle uzavřít ventil láhve a učinit opatření proti popálení.
„Zmrazování“ reduktoru kyslíku spočívá v kondenzaci a zamrzání vlhkosti v otvoru ventilu, což vede k poklesu a následně k zastavení přívodu kyslíku do hořáku (obvykle se vyskytuje při řezání). Možnost zamrznutí se zvyšuje se zvyšujícím se průtokem kyslíku, vysokými poklesy tlaku a nízkými okolními teplotami.
Pokles teploty během škrticí klapky je vyjádřen vzorcem:
kde t1 a t2 — teplota plynu před a po expanzi ve °C;
р1 a p2 — odpovídající tlaky plynu v kgf/cm2;
a je koeficient plynu (pro kyslík a = 0,313).
Pro kyslíkový reduktor s počátečním tlakem 150 kgf/cm 2 a počáteční teplotou kyslíku +10 °C je teoreticky možná teplota plynu na výstupu z ventilového sedla -31 °C. hmotnost a tepelná vodivost kovu reduktorového tělesa nebude teplota plynu tak nízká, avšak za určitých podmínek uvedených výše bude chlazení dostatečné k tomu, aby vlhkost přítomná v plynu zmrzla.
Opatření k zabránění zamrznutí jsou: použití dvoukomorových tlakových nebo rampových reduktorů při vysoké spotřebě kyslíku, sušení nebo ohřev plynu do reduktoru, přívod kyslíku nikoli z jedné lahve, ale z rampy.
Pokud je převodovka „zamrzlá“, lze ji ohřívat pouze horkou vodou nebo párou, ale ne otevřeným plamenem.
Netěsnost ventilu převodovky (gravitační proudění) znamená, že při absenci proudění plynu ventil těsně neuzavře vstup do provozní tlakové komory; se spotřebou plynu se provozní tlak neudržuje na nastavené úrovni, ale má tendenci se zvyšovat. V důsledku toho se hadice může zlomit nebo prasknout a vznítit se od cákání kovu, strusky a jisker, což může vést k nehodám.
Převodovka, která má gravitační tok, musí být předložena k opravě.
Autor: Správa
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
