Кислородный редуктор: устройство, особенности и применение

Кислородный редуктор – это механический прибор, который снижает давление кислорода из баллона с 150-200 атм или магистральной линии до рабочего 2-12 атм и поддерживает его стабильным при подключении к сварочной горелке, дыхательному аппарату или магистрали цеха. От его исправной работы зависит равномерная подача кислорода к конкретной горелке или группе рабочих постов, предотвращение гидравлических ударов и скачков давления, а также защита шлангов, соединительных фитингов и клапанов от разрывов и протечек.

Устройство кислородного редуктора

Корпус регулятора подачи кислорода выполнен из латуни или стали и служит основанием, на котором закреплены все остальные элементы. Внутри корпуса располагается седло клапана и канал подвода газа от баллонного вентиля. К корпусу с одной стороны присоединяется накидная гайка или штуцер для соединения с вентилем кислородного баллона, а с другой стороны предусмотрен выходной штуцер для подключения шланга.

В верхней части корпуса установлен регулировочный узел с пружиной и винтом, который соединен с мембранным узлом. Мембрана герметично разделяет пружинную камеру и камеру пониженного давления.

Клапанный механизм включает в себя запорный клапан с тарелкой и седлом, расположенный в канале высокого давления. Клапан связан со штоком, который через мембрану и пружину управляется регулировочным винтом. Между клапаном и седлом устанавливается уплотнительная прокладка из устойчивого к кислороду материала.

На корпусе закреплены два манометра. Один манометр соединен с полостью высокого давления, расположенной до запорного клапана, и показывает давление в баллоне. Второй манометр врезан в канал низкого давления после редуцирования и отображает выходное давление кислорода. Манометры крепятся к корпусу через резьбовые штуцеры с герметизирующими прокладками.

Принцип действия кислородного редуктора

Когда вентиль баллона открыт, газ под давлением до 150-200 атмосфер поступает в входной канал редуктора и заполняет полость высокого давления. Дальше он упирается в запорный клапан, который в обычном состоянии прижат к седлу и перекрывает проход. Клапан удерживается силой пружины, связанной через мембрану и шток с регулировочным винтом.

Если оператор вращает винт, он изменяет сжатие пружины. При увеличении сжатия пружина сильнее давит на мембрану и шток, клапан приподнимается от седла и открывает проход кислороду. Газ из полости высокого давления проходит через клапан в камеру низкого, расположенную сразу за ним внутри корпуса редуктора.

Когда кислород поступает в камеру, он начинает давить на мембрану с противоположной стороны. Если давление в ней превышает усилие пружины, мембрана выгибается и через шток возвращает клапан к седлу, уменьшая проходное сечение. В результате поток газа автоматически уменьшается, пока давление в камере низкого давления не снизится до установленного значения.

Где можно использовать кислородный редуктор

Для подачи кислорода к газовому оборудованию используются два типа редукторов. Баллонные устройства монтируются непосредственно на кислородный баллон объемом 40-50 литров и через выходной штуцер подают газ к одной горелке через шланг длиной 3-5 метров. Рамповый газовый редуктор устанавливается на магистральные линии кислорода в цехах и снабжают одновременно несколько сварочных постов: через коллекторы давление распределяется к каждому подключенному шлангу и горелке, что позволяет использовать 4-8 рабочих мест от одного источника кислорода без падения расхода.

Используются регуляторы подачи кислорода в следующих сферах:

• Газосварка и газорезка металлов. Снижает давление кислорода с 150 атм до рабочих 2-10 атм для подачи газа в сварочные и резочные горелки. Без редуктора пламя было бы нестабильным, а резка невозможна.
• Металлургические печи, термическая обработка. В доменных печах устанавливаются на кислородные рампы и обеспечивают давление 8-12 атм для подачи струи к фурмам, а в мартеновских печах регулируют значения на уровне 5-7 атм для горелочных устройств. В кислородных конвертерах стабилизируют подачу кислорода до 10-12 атм для окисления примесей в расплаве металла.
• Машиностроение или ремонтные службы. Используются при резке крупногабаритных металлоконструкций, демонтаже старых трубопроводов и ремонте железнодорожных составов. Устройства стабилизируют давление для работы резаков и горелок в полевых условиях, где невозможно подключение к централизованной подаче кислорода.
• Медицинские кислородные системы. Устанавливаются на баллон для подачи кислорода в дыхательные аппараты, наркозные установки или кислородные концентраторы. Устройство дает стабильное давление в пределах 2-4 атм, безопасное для дыхательных масок и ингаляторов. Например, в реанимации подключается к аппарату ИВЛ, где недопустимы скачки подачи газа.
• Рыбоводные хозяйства, аквариумистика. Понижают значения с 150 атм до 0,5-2 атм, обеспечивая подачу газа через распылители в воду. Это используется при транспортировке живой рыбы в автоцистернах и при насыщении воды кислородом в бассейнах для выращивания форели или осетра.

Особенности настройки кислородного редуктора

Перед началом настройки проверяются все элементы устройства: корпус на наличие трещин и деформаций, мембрана или поршень на износ, клапаны на плавность хода и герметичность, а манометры – на точность показаний. Особое внимание уделяется соединительным патрубкам и фитингам, так как от их герметичности напрямую зависит безопасность работы с кислородом.

Настройка рабочего давления проводится с учетом типа подключаемого устройства и его технологических требований. Давление на выходе редуктора регулируется поворотом винта или пружины, при этом манометр входного давления фиксирует стабильность подачи кислорода из баллона или магистрали в газовое оборудование.

После окончательной настройки редуктор кислородный проверяется в реальных условиях работы газового оборудования, чтобы убедиться в равномерной подаче кислорода без скачков давления и перегрузки шлангов, клапанов и соединительных элементов.

Выполняются следующие операции:

1. Необходимо убедиться, что стрелки манометров показывают на «0» и не двигаются при перемещении регулятора подачи кислорода.
2. Редуктор устанавливается на баллон, при этом необходимо убедиться в его плотном соединении.
3. Вентиль баллона открывается медленно, контролируя поступление газа.
4. С использованием регулирующего винта устанавливается рабочее давление.
5. После закрытия вентиля баллона необходимо убедиться, что показания манометра не изменяются, что свидетельствует об отсутствии утечек.
6. При закрытых вентилях устройства потребления и открытом вентиле баллона манометр рабочего давления не должен показывать повышение давления, что подтверждает отсутствие самотека редуктора.