Принцип работы, устройство газового редуктора

Газовым редуктором называется устройство, которое используется для подачи газа из емкости, в которой он хранится в сжиженном состоянии, к потребителю, использующему газ, например, в качестве топлива.

Назначение газового редуктора

Сжиженный газ в газгольдере, баллоне или другой емкости для его хранения находится под высоким давлением. Это упрощает его хранение и транспортировки к месту потребления. Газ же, поступающий к потребителю, вне зависимости от того, что это: отопительный котел, варочная плита или любое газопламенное оборудование, должен подаваться под давлением значительно более низким. Такое вот преобразование давления и осуществляется в предназначенном для этого специальном механическом устройстве — газовом редукторе.

В качестве примера возьмем пропан-бутановую смесь. В баллоне в сжиженном состоянии эта смесь двух горючих газов хранится под давлением в 1,6 МПа. Потребителю же в подавляющем большинстве случаев, требуется давление до 0,6 МПа. Помимо этого, давление газа, подаваемого потребителю, должно поддерживаться на неизменном уровне вне зависимости от количества газа в емкости. Задачи понижения давления и поддержания его величины и решает газовый редуктор, подключаемый на выход резервуара с сжиженным газом. Газовые редукторы устанавливаются на всех эксплуатируемых емкостях с газом как промышленного назначения, так и домашних бытовых газовых баллонах. Исправный редуктор обеспечивает безопасную эксплуатацию оборудования.

Устройство и принцип работы газового редуктора

Существуют разные модели газовых редукторов, они могут иметь разную конструкцию, внешний вид и вспомогательные элементы, но все они имеют одинаковый принцип действия и обязательно включают такие основные детали:

• запорную пружину;
• мембрану — важнейшую деталь регулятора, реагирующую на давление газовой смеси;
• редуцирующий клапан.

В основе принципа действия газового редуктора лежит противодействие двух прилагаемых сил. С одной стороны упругая пружина давит на клапан, стараясь перекрыть выход газа, а мембрана, наоборот, стремится клапан открыть. На гибкую пластину мембраны давит редуцированный газ с низким (рабочим) давлением. При снижении его напора, давление, оказываемое мембраной на клапан, превышает действие на него запорной пружины, клапан открывается и весь процесс повторяется.

Существуют редукторы двух типов: одноступенчатые и двухступенчатые.

Одноступенчатый имеет только одну камеру, где происходит снижение давления. Недостатком такого редуктора является то, что показатели газа на выходе его зависят от показателей на входе.

В двухступенчатом редукторе 2 камеры: высокого и рабочего давления. Газ из баллона поступает в камеру высокого давления, а затем через камеру рабочего давления подается к потребителю. Такая конструкция дает возможность получить на выходе нужное давление, которое не будет зависеть от напора газа в баллоне и регулировать показатели с большей точностью.

Помимо основных деталей в состав редуктора входят целый ряд дополнительных, обеспечивающих подачу, регулировки и контроль параметров газа (регулировочный винт, определяющий положение мембраны, манометры высокого и низкого давления, штуцер, через который газовая смесь поступает в редуктор из емкости и др.)

Видео, представленное ниже, демонстрирует принцип работы газового редуктора:

Защита от превышения давления

Одно из важнейших требований к любому оборудованию в системах газоснабжения — соблюдение норм и правил безопасности. Превышение величины давления газа в системе выше допустимого может привести к аварийной ситуации, грозящей любыми последствиями. Для предотвращения аварий ряд моделей имеет дополнительный клапан безопасности, который срабатывая при превышении номинального давления в 2,5–3 раза, стравливает излишек газа.

При использовании в системе газификации групповой баллонной установки рекомендуется каждый баллон оснастить редуктором с клапаном безопасности.

Редукторы для разных газов

В быту используются только горючие газы (метан или пропан-бутановая смесь). На производственных предприятиях применяются различные сжиженные газы и газовые смеси. В зависимости от газа, для которого они предназначены, различают:

• Ацетиленовые применяются только для сварочных работ, окрашены в белый цвет, изготавливаются из металлов за исключением меди, серебра, цинка;
• Водородные используются при выполнении газопламенных работ (сварка, резка металлов). Металлический корпус редуктора окрашивается в зеленый цвет.
• Кислородные, которые используются при сварке металлов. Такие редукторы изготавливаются из устойчивых к окислению сплавов и окрашиваются в голубой цвет;
• Пропан-бутановые применяются и в быту, и на производстве, окрашиваются в красный цвет;
• Метановые используются на баллонах с горючим газом и традиционно окрашивается в красный цвет.

Все редукторы, предназначенные для работы с горючими газами, согласно требованиям ГОСТ, имеют левую резьбу, в то время как редукторы для кислорода и инертных газов изготавливаются с правой резьбой. Это исключает подключение редуктора для кислорода, например, к баллону с горючим газом.

Для предотвращения замерзания газа на выходе корпус редуктора для углеводородных горючих газов может иметь развитое оребрение.

Что делает как работает и за что отвечает газовый редуктор гбо

магазин ГБО LPGTECH.UA

 » Статьи » Газовый редуктор: описание, функции, характеристики, сравнение моделей

Газовый редуктор – одно из основных устройств в системах ГБО для автомобилей. Редуктор ГБО служит в системах газобаллонного оборудования для понижения давления газа пропан/метан, который поступает из баллона, а также для поддержки постоянного рабочего давления газа на выходе из LPG/CNG редуктора.

Редуктор для пропана — бутана понижает давление газа с 16 атмосфер до 1, а также испаряет пропан – бутан из жидкого а газообразное состояние. Преобразование пропана в газообразное состояние интенсивно снижает температуру, поэтому для надежного испарения необходимо обеспечивать подогрев редуктора. Именно поэтому, редуктор газа подключается к системам охлаждения автомобилей. Обмерзание мембран редуктора приводит к потере их эластичности, вот почему автомобиль следует запускать на бензине, и только после прогрева до 50 градусов переходить на газовую смесь.

Редуктор для метана снижает давление газа из баллона с 200 (двухсот) атмосфер до 1 (одной). Все это происходит поэтапно, поэтому их делают трёхступенчатыми.

Пропановый редуктор имеет более простую конструкцию. Двухступенчатые используют в системах подачи газа через газовый смеситель, и одноступенчатые для систем распределенного впрыска газовой смеси через газовые форсунки. Редуктор, кроме отдельных камер и клапанов между камерами состоит также из: канал холостого хода, испаритель (тосольный контур) а также система разрешения подачи газа.

Помимо этого, газовые редукторы отличаются также способом регулировки а также устройством системы пуска и холостого хода. Газовые редуктора производят двух видов: электронные редуктора и вакуумные редуктора.

Принцип работы электронного газового редуктора:

• Подача газа LPG/CNG во впускной коллектор выполняется при достижении таких условий: переключатель видов топлива находится в положении «газ», включено зажигание и присутствуют импульсы системы зажигания, у двигателя автомобиля есть обороты.

Принцип работы вакуумного газового редуктора:

• Вакуумный редуктор проверяет положение переключателя видов топлива, зажигание, а также разрежение во впускном коллекторе автомобиля, которое показывает что двигатель работает.

Электронные редуктора имеют преимущество перед вакуумными: при включении зажигания, когда переключатель находится в положении «газ», во впускной коллектор автомобиля подается стартовая порция, которая необходима для лучшего пуска двигателя.

В вакуумных, порция газа подается только после того, как некоторое время поработает стартер. Кроме того, электронные редуктора лучше подходят для карбюраторных автомобилей, которые имеют изношенный двигатель, так как последние не могут создать нужную степень разрежения в коллекторе.

В нашем интернет – магазине Вы можете купить газовый редуктор ведущих мировых производителей ГБО. Среди них: купить редуктор Томасетто, газовый редуктор Lovato, редуктор газа Atiker, Mimgas, Vikars, Landi Renzo, BRC, Galileo.

Как работает газовый регулятор?

Существует множество различных регуляторов, но все они работают по одному принципу. Самый простой тип – это одноступенчатый регулятор, который за один раз снижает давление газа в баллоне до уровня, требуемого прибором.

 

Основные компоненты каждого регулятора включают пружину, тонкий гибкий резиновый или металлический диск, называемый диафрагмой, и клапан.

 

Хотя манометры есть не у каждого регулятора, мы включили их сюда, чтобы показать, как изменяется давление при входе и выходе газа из регулятора.

Посмотреть последние цены

Руководство: как работают газовые регуляторы

В Wonkee Donkee мы составили простое пошаговое руководство о том, как работают газовые регуляторы. Наше простое руководство включает в себя изображения и подробные описания, чтобы вы могли проследить процесс от входа газа в регулятор до выхода газа.

Этап 1. Газ поступает в регулятор

Когда вы прикрепляете регулятор к баллону и открываете клапан баллона, сжатый газ под высоким давлением устремляется через впускное отверстие в камеру клапана.

Этап 2. Газ заполняет камеру

Газ вскоре заполняет клапанную камеру, как показывает входной манометр слева.

Этап 3 — Мембрана опускается

Когда вы поворачиваете ручку регулятора по часовой стрелке, чтобы увеличить поток газа, она давит на пружину, которая, в свою очередь, толкает диафрагму вниз. Затем шток клапана открывается.

 

Шаг 4 — Газ поступает в камеру низкого давления

Открытие штока клапана позволяет газу поступать в камеру низкого давления. Теперь газ давит вверх на диафрагму, создавая силу, противодействующую пружине.

Этап 5 — стабилизация мембраны

Когда восходящая сила, создаваемая давлением газа под диафрагмой, достигает того же уровня, что и направленная вниз сила пружины, диафрагма перестает двигаться и становится устойчивой.

 

Это позволяет газу плавно и равномерно поступать в прибор.

Этап 6. Падение давления в цилиндре

Через некоторое время давление в баллоне начинает падать по мере израсходования газа. Это оказывает опосредованное влияние на давление в клапанной камере, которое также начинает ослабевать.

 

По мере уменьшения усилия, давящего снизу вверх, диафрагма начинает двигаться вниз, подталкиваемая пружиной. Это открывает клапан шире, пропуская больше газа в камеру низкого давления.

Этап 7. Повышение давления на выходе

Когда газ концентрируется в камере низкого давления, давление на выходе начинает расти, как показывает манометр. На входе почти не осталось газа.

Этап 8. Опорожнение баллона

Когда в баллоне заканчивается газ или вы перекрываете клапан баллона, потому что закончили пользоваться прибором, впускное отверстие перекрывается, и оба манометра возвращаются к нулю, как только последний газ выходит из регулятора.

Посмотреть последние цены

Принцип работы газового регулятора

Для того, чтобы более четко уяснить принцип работы регулятора, необходимо уточнить вопрос: Какие условия должны быть при безопасном сгорании газа? Для безопасного горения твердого топлива есть два условия: первое — правильное количество горючего газа (воздуха или кислорода), а второе — поддержание определенной температуры горящего материала (обычно выше точки воспламенения).

При твердом горении способом передачи тепла от сгоревшей части к несгоревшей части является теплопроводность и излучение, а направление горения развивается снаружи к центру. Когда твердое тело горит, происходит тепловое расширение, и объем становится большим, но изменение мало, а смещение почти равно нулю. Когда газ сгорает, режим теплопередачи от сгоревшей части к несгоревшей части увеличивает режим конвекции в дополнение к проводимости и излучению, и направление горения развивается наружу от центра. Когда газ горит, он подвергается интенсивному тепловому расширению, причем объем продукта в сотни тысяч раз превышает скорость горения, а вытеснение происходит с относительно быстрой скоростью. Таким образом, только выполнение двух вышеуказанных условий означает, что газ нельзя безопасно сжигать.

Современная теория горения говорит нам, что безопасное горение газа должно иметь еще и третье условие, то есть поддерживать определенную разницу в давлении воздуха, чтобы скорость истечения газа была равна скорости горения. Только таким образом при достижении динамического равновесия в определенном диапазоне пламя может поддерживать стабильное состояние, тем самым достигается безопасное сгорание газа. Если давление воздуха слишком сильное, скорость выхода воздуха будет больше, чем скорость горения, в результате чего пламя будет гореть вдали от отверстия для огня на определенном расстоянии. Это явление называется отрывом пламени. Если давление газа будет продолжать расти, пламя будет гореть дальше от топки, устойчивость пламени 2 будет еще больше нарушена, и пламя будет хаотично, пока полностью не погаснет. Это явление называется огнем. Когда огонь погаснет, газ будет продолжать просачиваться, образуя в воздухе большое количество токсичного или взрывоопасного газа, что легко может привести к несчастному случаю; если давление газа слишком мало, скорость горения будет больше, чем скорость на выходе, в результате чего пламя попадет в отверстие для огня и продолжит гореть. Это явление называется закалкой. При закалке происходит неполное сгорание в бескислородном состоянии, образуется большое количество токсичного газа, а также нефтяной газ выливается наружу, что также может привести к аварии.

Благодаря большому количеству экспериментов, проведенных инженерами и техниками, не только подтверждено, что безопасное сгорание газа должно поддерживать определенную разницу давлений, но также подтверждено, что газ различных компонентов, разница давлений, необходимая для безопасного сгорания, не то же самое. Например: искусственный газ, 80-100мм водяного столба; сжиженный нефтяной газ, 250-350мм водяного столба. Упомянутые выше значения 2940 Па являются средним значением этих двух значений.

Вернемся к принципу регулятора. Когда мы открываем угловой клапан на цилиндре (т. е. вентиляционный переключатель), сжиженный нефтяной газ под высоким давлением проходит через впускную трубу и открывает прокладку клапана в нижнюю камеру. По мере того, как газ в нижней камере увеличивается, давление в нижней камере увеличивается. Резиновая пленка поднимается вверх. Объем верхней воздушной камеры постепенно уменьшается. Когда давление в верхней воздушной камере превышает атмосферное давление, воздух в помещении медленно выпускается из дыхательного отверстия, и возбудитель давления выдыхается один раз.

При этом правый конец рычага перемещается вверх, а левый конец прижимается вниз, так что впускное сопло постепенно закрывается, а подача воздуха прекращается, так что давление в нижней воздушной камере больше не повышается.

При включении выключателя газовой печи давление газа снижается за счет выхода газа наружу, резиновая пленка вогнута, правый конец рычага перемещается вниз, левый конец перемещается вверх, клапан колодка открывается, и нефтяной газ высокого давления поступает в нижнюю воздушную камеру. При этом объем верхней воздушной камеры постепенно увеличивается. Когда его давление ниже внешнего атмосферного давления, воздух поступает в верхнюю воздушную камеру из наружного дыхательного отверстия, и процесс вдоха регулятора давления завершается.

Таким образом, в процессе горения печки резиновая пленка непрерывно выпуклая и вогнутая, а тарелка клапана приводится в движение рычагом, а также открывается и закрывается. Во всем динамическом изменении нам нужно только гарантировать рычаг в регуляторе давления, длину левого и правого рычагов (обратите внимание на характеристики левого короткого и правого длины), есть разумная пропорция, плюс резиновая пленка и пружина к правому концу рычага. Приложение подходящего усилия позволит мату клапана открываться намного меньше, чем время закрытия, и иметь соответствующее соотношение между двумя периодами. Это правильное соотношение обеспечивает давление воздуха в нижней воздушной камере, которое всегда составляет около 29на 40 Па больше, чем в верхней воздушной камере. Для давления в верхней воздушной камере оно может быть аппроксимировано значением внешнего атмосферного давления в это время. Это сделает давление газа, выходящего из топки, всегда выше значения атмосферного давления 2940 Па, и газ будет гореть в установившемся режиме. Это первая тонкость в конструкции регулятора.

Вторая тонкость, выраженная в оформлении дыхательного отверстия, настолько оригинальна. Во-первых, почему дыхательное отверстие просверлено на краю верхней крышки? Вместо того, чтобы сверлить в других местах, которые легко сверлить? Во-вторых, диаметр дыхательного отверстия составляет 0,8 миллиметра. Он может пройти только через наименьшее количество иголок ржавчины. Почему отверстие такое маленькое?

На кромке крышки просверлено отверстие, чтобы прижать ее к резиновой мембране. Если давление воздуха в нижней воздушной камере слишком велико, резиновая пленка выпячивается вверх и немедленно блокирует дыхательное отверстие, препятствуя выходу воздуха из верхней воздушной камеры наружу из дыхательного отверстия. По закону закона Бойля воздух, который запечатан в верхней воздушной камере, имеет определенное количество воздуха, и его давление постоянно увеличивается по мере уменьшения объема. То есть pV=константа. Предотвращается повреждение резиновой пленки из-за чрезмерно большой разницы давлений воздуха между верхним и нижним давлением воздуха, а также предотвращается утечка нефтяного газа из-за повреждения диафрагмы.

Диаметр дыхательного отверстия 0,8 мм, а глубина отверстия около 1 см. Здесь в полной мере применяются знания гидромеханики. Когда жидкость движется, возникает внутреннее трение из-за замедления. Чем меньше площадь отверстия, чем больше его глубина, тем больше внутреннее трение и больше демпфирующий эффект — расход в секунду становится меньше.