Газовый редуктор – принцип работы и типы

Газовая смесь в баллоне находится под высоким давлением, достигающим десятков атмосфер. Редуктор снижает ее до уровня, необходимого для работы с различными устройствами, будь то бытовая газовая плита или промышленный резак. Также поддерживает стабильное давление газа на выходе, независимо от изменений количества газовой смеси в баллоне. Это предотвращает опасные скачки потока, которые могут повредить оборудование.

Принцип работы газового редуктора

Газ под высоким давлением поступает в газовый редуктор через входное отверстие, которое оснащено фильтром для задержки загрязнений (пыль, ржавчина и т.д.). После входного отверстия он попадает в первую камеру, которая находится под высоким давлением. Эта камера служит накопителем, позволяя стабилизировать поток перед его подачей в следующие элементы редуктора.

Движение через систему регулируется клапаном. Если давление на выходе повышается до установленного уровня, он прикрывается и ограничивает поток. Газ через клапан попадает в зону снижения давления.

На следующем этапе срабатывает регулирующий элемент – мембрана или поршень. Их задача – улавливать изменения давления на выходе и передавать это движение на клапан. Если оно на выходе снижается, мембрана прогибается под действием пружины, открывая клапан. Если наоборот увеличивается, мембрана возвращается в исходное положение. В более сложных системах может использоваться поршень, который работает аналогично мембране, но обеспечивает большую точность регулировки.

Дальше газ попадает во вторую камеру редуктора, где давление уже значительно снижено. Оно регулируемое и обычно поддерживается на уровне, необходимом для безопасной подачи к потребителю. Газ в этой камере проходит еще одну стабилизацию, чтобы избежать скачков давления перед подачей на выход.

После этого этапа из камеры низкого давления он направляется к выходному отверстию редуктора. Здесь он может дополнительно проходить через систему регулировки потока (например, с помощью ручного регулятора или ротаметра). На этом этапе давление газа стабильно и соответствует требованиям конкретного оборудования или системы.

Типы газового редуктора

В зависимости от подачи газа выделяют следующие типы редукторов:

1. Кислородный – имеет ярко-синий или голубой цвет баллона.
   Основная сфера применения – газосварочные работы и медицина. Бывают баллонными (БКО и БКД) и рамповыми (РКЗ). Входное давление может достигать 150-200 бар (15-20 МПа), рабочее же регулируется в пределах от 0 до 2,5 МПа (0-25 бар) в зависимости от типа и области применения.
   Все детали, контактирующие с кислородом, изготавливаются из обезжиренных и стойких к окислению материалов, например, латуни или бронзы. Пружины покрываются защитным антикоррозионным слоем. Это обеспечивает безопасность, так как кислород легко взаимодействует с маслами, что может вызвать возгорание.
   Редукторы кислородные прикрепляются к вентилю с помощью резьбового соединения (обычно стандарта М16×1,5). К ним подсоединяется шланг диаметром 6 или 9 мм для подачи газа к устройству (например, горелке или резаку).
   
   
2. Водородный – окрашен в зеленый цвет.
   Устанавливается между баллоном и устройством, которое использует водород, например, газовым хроматографом или плазменным реактором.
   Области применения: промышленность (сварочные работы, пайка, резка металлов), научные лаборатории (для проведения экспериментов с использованием водорода), энергетика (в водородных топливных элементах). Оснащается левой резьбой для предотвращения неправильного подключения (например, к кислородным баллонам). Входное соединение имеет стандарт W 21,8×1/14 LH, а выходное – G 3/8 LH. Корпус изготавливается из латуни. Этот материал обеспечивает высокую устойчивость к коррозии и долговечность в условиях работы с агрессивной газовой средой Давление водорода на входе может достигать 200 бар (20 МПа). Регулируемое выходное давление составляет до 10 бар (1 МПа), что позволяет точно задавать параметры для конкретной задачи.
   
   
3. Пропановый – окрашен в красный цвет, что соответствует цвету пропановых газов.
   Стабилизирует давление на уровне 1,5-1,6 атмосфер. Служит для подключения газовых плит, котлов и нагревательных устройств. В промышленности применяется для сварочных работ и других процессов, где требуется стабильная подача горючего газа.
   Пропановый редуктор изготавливается из латуни или алюминиевых сплавов, которые устойчивы к коррозии и подходят для работы под высоким давлением. Уплотнители могут быть выполнены из резины или термостойких полимеров. Может быть одноступенчатым или двухступенчатым, в зависимости от конструкции. В двухступенчатых моделях процесс понижения давления происходит в два этапа. Газовая смесь сначала проходит через один редуктор, где давление снижается на первой ступени, а затем через второй одноступенчатый редуктор, где оно дополнительно уменьшается до необходимого уровня.
   
   
4. Ацетиленовый – корпус окрашивается в белый цвет.
   Используется в заправке гидравлического оборудования дорожно-строительной техники, при резке металлов и газосварочных работах. Отличается наличием двухступенчатого фильтра. Сначала смесь проходит через войлочный наполнитель, который снижает влажность ацетилена, а затем через сетчатый фильтр, защищающий редукторный корпус от твердых частиц. Детали редуктора, контактирующие с ацетиленом, изготавливаются из материалов, устойчивых к химическому воздействию и искрообразованию. Не допускается использование меди с содержанием выше 65%, серебра, цинка, ртути и магния. Не рекомендуется использование масел или жиров, которые могут вступить в реакцию с ацетиленом. Максимальное входное давление составляет около 2,5 МПа (25 атмосфер). Рабочее (выходное) не превышает 0,15 МПа (1,5 атмосферы), что позволяет безопасно использовать ацетилен. Установка редуктора на вентиль осуществляется с помощью накидного хомута, что обусловлено конструкцией баллона, не имеющего резьбового штуцера.
   
   
5. Метановый – по стандартам окрашен в красный цвет.
   Предназначен для работы с метаном, который используется как топливо для автомобильных газобаллонных систем (ГБО), промышленного оборудования или отопительных систем.
   Бытовые газовые редукторы используются для подключения к котлам. Имеет резьбу с левым направлением, чтобы избежать случайного подключения к баллонам с другим газом, например, кислородом. Популярные стандарты резьбы – W 21,8×1/14 (DIN) и метрические варианты. Рассчитан на 200-300 бар, что соответствует стандартному давлению в баллонах с метаном. Выходное давление регулируется в диапазоне 1-3 бар, в зависимости от требований системы.
   
   

Каждый из этих типов используется для работы с определенной газовой смесью, имеет свои особенности конструкции и применение.