Редукторы и регуляторы давления

Арматура для газовых постов и коммуникаций

Химическая очистка ацетилена

Ацетилен, получаемый из карбида кальция, содержит примеси: аммиак, сероводород, фосфористый водород, известковую и угольную пыль. Аммиак, пыль и частично сероводород удаляются при промывке ацетилена водой. Фосфористый водород РН₃ и остатки сероводорода Н₂S удаляют с помощью очистки химическими веществами, содержащими хром или хлор в качестве активных элементов. Наиболее вредная примесь — ядовитый фосфористый водород. Ацетилен подвергают очистке от Н₂S и РН₃ в специальных химических очистителях. В качестве очистительной массы применяют так называемый гератоль, представляющий собой инфузорную землю, пропитанную хромовым ангидридом (11—13%) и серной кислотой (16—18%); содержание влаги 18—20%. Реакции при очистке следующие:

при поглощении сероводорода

8СгО₃ + ЗН₂S + 9Н₂S0₄ = 4Сг₂ (SО₄)₃ + 12Н₂О;

при поглощении фосфористого водорода

8СгО₃ + ЗРН₃ + 9Н₂SО₄ = ЗСг₂, (SО₄)₃ + 2СгРО₄ + Н₃РО₄ + 12Н₂О.

Для очистки гератолем используют полочные очистители, на полках которых очистительную массу располагают слоем 50—60 мм. Скорость прохождения ацетилена в слое гератоля принимается равной 5,65 дм³/(ч-см²). Удельный расход гератоля составляет 0,23— 0,3 кг/м³ газа. Гератоль регенерации не подвергается и его необходимо заменять новым. Свежий гератоль имеет желтый цвет, отработанный — зеленоватый.

Назначение и классификация редукторов. Редукторы при газопламенной обработке материалов предназначены для понижения давления газа, отбираемого из баллона или газопровода, и для поддержания постоянства расхода и давления газа в пределах, требуемых данным технологическим процессом.

В зависимости от конструкции и назначения редукторы можно классифицировать по следующим признакам:

1) по пропускной способности и рабочему давлению — баллонные, постовые и центральные;

2) по принципу действия — прямого и обратного действия;

3) по числу камер редуцирования — однокамерные и двухкамерные;

4) по конструкции — безрычажные и рычажные, пружинные и беспружинные;

5) по виду редуцируемого газа — кислородные, ацетиленовые, воздушные, пропановые, водородные и др.;

6) по давлению газа перед редуктором — высокого давления 16,5—40 МПа и среднего давления 1,5—4 МПа.

ГОСТ 6268—68 «Редукторы для газопламенной обработки» предусматривает выпуск 18 типоразмеров редукторов на различные давления и пропускную способность для газопламенной обработки материалов.

Принцип действия редуктора. На рис. 2.2 показаны принципиальные схемы редукторов прямого и обратного действия.

а-обратного действия; б- прямого действия

Рисунок 2.2 – Схемы редукторов

Принцип действия редуктора определяется его характеристикой.

У редукторов прямого действия - падающая характеристика, т. е. рабочее давление по мере расхода газа из баллона несколько снижается, у редукторов обратного действия — возрастающая характеристика, то есть с уменьшением давления газа в баллоне рабочее давление повышается. Редукторы различаются по конструкции, принцип действия и основные детали одинаковы для каждого редуктора.

Редуктор обратного действия (рис. 2.2 а) работает следующим образом. Сжатый газ из баллона поступает в камеру высокого давления 8 и препятствует открыванию клапана 9. для подачи газа в горелку или резак необходимо вращать по часовой стрелке регулирующий винт 2, который ввертывается в крышку 1. Винт сжимает нажимную пружину 3, которая в свою очередь выгибает гибкую резиновую мембрану 4 вверх. При этом передаточный диск со штоком сжимает обратную пружину 7, поднимая клапан 9, который открывает отверстие для прохода газа в камеру низкого давления 13. Открыванию клапана препятствует не только давление газа в камере высокого давления, но и пружина 7, имеющая меньшую силу, чем пружина 3. Автоматическое поддержание рабочего давления на заданном уровне происходит следующим образом. Если отбор газа в горелку или резак уменьшится, то давление в камере низкого давления повысится, нажимная пружина З сожмется и мембрана 4 выправится, а передаточный диск со штоком 5 опустится и редуцирующий клапан 9 под действием пружины 7 прикроет седло клапана 10, уменьшив подачу газа в камеру низкого давления. При увеличении отбора газа процесс будет автоматически повторяться. Давление в камере высокого давления 8 измеряется манометром 6, а в камере низкого давления 13— манометром 11. Если давленые в рабочей камере повысится сверх нормы, то при помощи предохранительного клапана 12 произойдет сброс газа в атмосферу. Помимо однокамерных редукторов применяют двухкамерные, в которых давление газа понижается постепенно в двух камерах редуцирования, расположенных последовательно одна за другой. Двухкамерные (двухступенчатые) редукторы обеспечивают более постоянное рабочее давление и менее склонны к замерзанию, однако они сложнее по конструкции, поэтому двухкамерные (двухступенчатые) редукторы используют тогда, когда необходимо поддерживать рабочее давление с повышенной точностью.

Редукторы прямого действия. В редукторах прямого действия (рис. 2.2, б) газ через штуцер 3, попадая в камеру высокого давления б и действуя на клапан 7, стремится открыть его (а в редукторах обратного действия — закрыть его). Редуцирующий клапан 7 прижимается к седлу запорной пружиной 5 и преграждает доступ газа высокого давления. Мембрана 1 стремится отвести редуцирующий клапан 7 от седла и открыть доступ газа высокого давления в камеру низкого (рабочего) давления 10. В свою очередь мембрана 1 находится под действием двух взаимно противоположных сил. С наружной стороны на мембрану 1 через нажимной винт 12 действует нажимная пружина 11, которая стремится открыть редуцирующий клапан 7, а с внутренней стороны камеры редуктора на мембрану давит редуцированный газ низкого давления, противодействующий нажимной пружине 11. При уменьшении давления в рабочей камере нажимная пружина 11 распрямляется, и клапан уходит от седла, при этом происходит увеличение притока газа в редуктор. При возрастании давления в рабочей камере 10 нажимная пружина 11 сжимается, клапан подходит ближе к седлу и поступление газа в редуктор уменьшается. Рабочее давление определяется натяжением нажимной пружины 11, которое изменяется регулировочным винтом 12. При вывертывании регулировочного винта 12 и ослаблении нажимной пружины 11 снижается рабочее давление и, наоборот, при ввертывании регулировочного винта сжимается нажимная пружина 11 и происходит повышение рабочего Давления газа. Для контроля за давлением на камере высокого давления установлен манометр 4, а на рабочей камере — манометр 9 и предохранительный клапан 8. В практике наибольшее распространение получили редукторы обратного действия как более удобные и безопасные в эксплуатации.

Рабочие характеристики редуктора. Рабочее давление и пропускную способность выбирают в соответствии с требованиями технологического процесса. Пропускная способность определяется не только площадью открытия сечения редуцирующего клапана, но - и площадью сечения сопла для выхода газа из редуктора.

Чувствительность регулировки характеризуется изменением величины рабочего давления при повороте регулирующего винта главной пружины на ¹/₄ оборота и зависит от отношения рабочей площади мембраны к площади сечения редуцирующего клапана, от шага резьбы регулирующего винта и от жесткости главной пружины.

Предел редуцирования — это величина минимального давления перед редуктором, при которой рабочее давление начинает быстро падать:

где р₂ — рабочее давление редуктора при нормальном расходе газа, МПа.

В двухкамерных редукторах ДКП-1-65 и ДКД-8-65, газ последовательно редуцируется в двух камерах — в первой с начального до промежуточного давления 4—5 МПа, во второй — с промежуточного до рабочего давления. Во второй ступени двухкамерного редуктора на колебания рабочего давления влияет только величина изменения давления после первой камеры редуцирования. Поэтому в этих редукторах обеспечивается высокое постоянство рабочего давления после редуктора.

Основы безопасной эксплуатации редукторов. Чтобы исключить возможность применения редуктора из-под кислорода для работы с горючим газом и наоборот, присоединительные элементы редукторов изготовляют различными. Так, кислородные, воздушные и аргонные редукторы имеют на присоединительном штуцере накидную гайку с резьбой правой, трубной, диаметром ³/₄ дюйма; водородные и пропановые редукторы снабжены накидной гайкой с левой трубной резьбой диаметром ¹/₂ дюйма. На ацетиленовые редукторы вместо накидной гайки установлен специальный присоединительный хомут для крепления редуктора к вентилю ацетиленового баллона. Редукторы окрашивают в условные цвета: кислородные — в голубой, водородные и пропановые — в красный, ацетиленовые —в белый.

Регуляторы давления. Для поддержания давления на заданном уровне применяют регуляторы, работающие на малых перепадах давлений. По принципу действия они аналогичны редукторам. Их используют в ацетиленовых установках среднего давления для поддержания постоянного давления ацетилена, поступающего в сеть, при переменном его давлении в генераторе. Регуляторы применяют также в системах равного давления для обеспечения равенства давлений кислорода и ацетилена перед поступлением их в горелку.

Регулятор беспружинный, в качестве регулирующего газа используется ацетилен. Регулятор обеспечивает постоянство состава горючей смеси в горелке.

Дата добавления: 2014-01-04