Сварка, резка и пайка металлов

Редукторы

Для удобства транспортирования и хранения газы, применяемые в сварочной технике, обычно поступают к месту работ под давлением, значительно превышающим требуемое процессом сварки. Снижение (редуцирование) давления газа, питающего сварочную горелку, до нужной величины и автоматическое поддержание постоянства рабочего давления газа в процессе сварки осуществляются особыми приборами, так называемыми редукторами или редукционными вентилями. Редукторы, применяемые в сварочной технике, обычно имеют два манометра, один из которых измеряет давление газа до входа в редуктор, т. е. до редуцирования (высокое давление), второй манометр измеряет давление редуцированного газа на выходе из редуктора, т. е. низкое или рабочее давление газа.

Принцип действия редуктора заключается в том, что впускной клапан редуктора находится под действием двух взаимно противоположных сил: давления запирающей пружины и давления гибкой мембраны, стремящейся открыть впускной клапан. При номинальном рабочем давлении редуцированного газа в камере низкого давления редуктора устанавливается равновесие сил запорной пружины и мембраны, действующих на клапан в противоположных направлениях.

На фиг. 130 показана схема устройства простейшего редуктора. Запорный клапан 2 прижимается к седлу запорной пружиной 1 и преграждает доступ из баллона в редуктор газа высокого давления. На тот же клапан 2 через толкач 3 действует гибкая мембрана 4, стремящаяся удалить клапан 2 от седла и открыть доступ газу высокого давления в камеру редуктора. Мембрана 4, в свою очередь, находится под действием двух взаимно противоположных сил. С наружной стороны на мембрану 4 через нажимной диск или тарелку 5 действует нажимная или главная регулировочная пружина 6, стремящаяся открыть клапан 2 а с внутренней стороны камеры редуктора на мембрану давит редуцированный газ низкого давления, противодействующий нажимной пружине 6. При уменьшении рабочего давления главная пружина 6 распрямляется и клапан удаляется от седла, увеличивая приток газа в редуктор; при возрастании рабочего давления, наоборот, поступление газа в редуктор будет уменьшаться. Рабочее давление газа определяется натяжением пружины 6 которое может плавно изменяться посредством регулировочного винта с мелкой резьбой, не показанного на схеме. При вывёртывании регулировочного винта и ослаблении главной пружины снижается рабочее давление газа, а при ввёртывании регулировочного винта и увеличении сжатия главной пружины повышается рабочее давление газа.

В схеме редуктора, показанного на фиг. 130, газ высокого давления, поступающий в редуктор, стремится открыть клапан. Подобные редукторы называются редукторами прямого действия.

Возможна иная схема устройства редуктора (фиг. 131), в котором газ высокого давления, поступающий в так называемый редуктор обратного действия, стремится закрыть клапан и прижать его к седлу.

В редукторах прямого действия по мере снижения высокого давления газа до редуктора, например вследствие расходования его из баллона, будет уменьшаться открытие клапана, в результате рабочее давление газа в камере редуктора будет падать.

В редукторе обратного действия имеется противоположная зависимость: по мере уменьшения давления газа в баллоне до редуктора, открытие клапана будет увеличиваться, приток газа в редуктор усиливается и рабочее давление газа в камере редуктора будет не уменьшаться, а наоборот, несколько возрастать при снижении давления газа в баллоне. Характеристика зависимости рабочего давления от давления в баллоне для редукторов обоих типов приведена на фиг. 132.

Редуктор обратного действия обеспечивает большее постоянство рабочего давления и требует меньшие затраты времени и внимания от сварщика. Поэтому современные редукторы большей частью изготовляются по схеме обратного действия.

По производительности редукторы, применяемые в сварочной технике, делятся на постовые малой пропускной способности и рамповые большой пропускной способности. Постовые редукторы обычно могут пропускать до 5 м3/час при рабочем давлении 3 ати и до 25 м3/час при рабочем давлении 10 ати и нормально обслуживают один сварочный пост. Рамповые редукторы могут иметь пропускную способность 100 м3/час и более и назначаются для питания группы сварочных постов или особо мощного поста для резки и других специальных целей.

При редуцировании газа с уменьшением давления наблюдается снижение температуры газа и охлаждение корпуса редуктора. При большом расходе температура корпуса редуктора может снизиться значительно ниже нуля, кроме того, наблюдается замерзание редуктора, состоящее в том, что водяные пары, содержащиеся в газе, вымерзают и образующийся лёд забивает клапан и подводящий канал редуктора, в результате чего снижается и даже совсем прекращается поступление газа в редуктор. Замерзание часто наблюдается у кислородных редукторов при низкой окружающей температуре и большом расходе газа. Для предотвращения замерзания редуктора процесс редуцирования делят на 2 ступени, при этом редуктор имеет две камеры, включённые последовательно. Первая камера обычно не имеет регулирования нажимной пружины и производит редуцирование газа с высокого на промежуточное давление, например на 30 ати, вторая камера редуцирует газ с промежуточного давления в первой камере на рабочее давление и имеет точную регулировку нажимной пружины посредством регулировочного винта. Помимо устранения опасности замерзания двухкамерные редукторы дают увеличение точности регулирования и постоянства рабочего давления и потому в настоящее время часто применяются, несмотря на некоторое усложнение конструкции по сравнению с обычными однокамерными редукторами, имеющими лишь одну ступень редуцирования.

На фиг. 133 показан разрез кислородного двухкамерного редуктора типа 2-КВД, изготовляемого нашей промышленностью.

При неисправностях клапана, например его износе, или попадании твёрдых частиц под клапан, может случиться, что клапан и в закрытом положении, прижатый к седлу, будет пропускать газ высокого давления в камеру; это явление, называемое самотёком, может вызвать повышение давления в камере и вырывание резиновой мембраны или разрыв корпуса камеры. Для устранения опасных последствий самотёка в редукторе имеется предохранительный клапан, который открывается и выпускает избыток газа в атмосферу при повышении давления в камере сверх установленного предела.

Редукторы для различных газов отличаются лишь устройством присоединительной части, соответствующим устройству вентиля баллонов данного газа. Корпус редуктора окрашивается в цвет, присвоенный данному газу — голубой для кислорода, белый для ацетилена и т. д.

Кислородный редуктор присоединяется к штуцеру баллонного вентиля накидной гайкой с правой трубной резьбой диаметром %". Ацетиленовый редуктор присоединяется к вентилю ацетиленового баллона накидным хомутом. Таким образом, совершенно исключена возможность присоединения кислородного редуктора к ацетиленовому баллону и наоборот, ацетиленового редуктора к кислородному баллону.