Бытовой пропановый редуктор – ключевые критерии правильного выбора

Бытовой пропановый редуктор – ключевые критерии правильного выбора

Как известно, сжиженный углеводородный газ (пропан-бутан) хранится в баллонах или газгольдерах под давлением в несколько bar. Чтобы выйти на рабочие показатели потребителей (30-50 mbar), в системах автономного газоснабжения частных объектов применяется специальное устройство – бытовой пропановый редуктор. Если проводить аналогию с электрической сетью, данный прибор выполняет функцию стабилизатора, то есть снижает давление до необходимого значения и автоматически поддерживает его на одном уровне.

Разновидности

Редукторами оснащаются баллоны для хранения различных газов – ацетилена, водорода, аргона, кислорода, пропан-бутана и т.д. Для удобства их окрашивают в различные цвета. Редуцирующие устройства условно делятся на модели для горючих и негорючих смесей. Баллоны для горючих газов оснащаются левой резьбой. На емкостях второго типа используется правая резьба. Благодаря этому предотвращается ошибочная коммутация редуктора для другого типа газа.

Редуцирующие приспособления, с помощью которых оснащаются емкости со сжиженным углеводородом, дополняются развитым оребрением. Это предотвращает замерзания газовой смеси внутри подающего патрубка. Редукторы, предназначенные для эксплуатации в промышленных условиях, обычно имеют в комплекте 1-2 манометра.

• Сжиженный и сжатый газ: в чем отличия
• Сферы применения пропан-бутана: в промышленности и в быту
• Критерии выбора газового генератора

Принцип действия редуктора определяется его характеристикой. У редукторов прямого действия — падающая характеристика, то есть 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. 1 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 сожмётся 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 давление 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. 1, б) газ через штуцер 3, попадая в камеру высокого давления 6 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.

Как работает лягушка

Одним из простейших и широко известных у населения изделий является одноступенчатый редуктор круглой формы, именуемый также «лягушкой». Он рассчитан на баллоны большой ёмкости со сжиженными углеводородными газами, т. е. в основном, смесью пропан-бутановой технической. Изготавливается в России и республике Беларусь.

Лягушка состоит из следующих частей:

• корпус;
• крышка с дыхательным отверстием;
• входной и выходной штуцеры;
• мембрана;
• регулировочная пружина с опорной тарелкой;
• клапан с резиновой вставкой;
• рычажный механизм.

Принцип действия редуктора основывается на противодействии между давлением газа на мембрану и разжимающей силой пружины. Настойки системы предварительно рассчитаны на заводе-изготовителе под ходовое газовое оборудование, у редукторов этого типа отсутствуют регулировочные вентили.

Стандартные установки часто следующие:

• давление на выходе от 2000 до 3600 Па;
• расход газа не менее 1,2 м 3 /ч.

Редукторы низкого давления газобаллонного оборудования ГБО автомобилей, устройство и принцип работы.

Редукторы низкого давления газобаллонного оборудования ГБО автомобилей применяются как в газовых системах питания на газе метан, так и в газовых системах питания на пропан-бутановой смеси.

Редукторы низкого давления газобаллонного оборудования ГБО автомобилей, устройство и принцип работы.

Редукторы низкого давления мембранно-рычажного типа имеют две ступени, конструктивно объединенные в один узел. В первой ступени происходит предварительное снижение давления (от 0,15 до 0,04 МПа).

Если редукторы низкого давления работают на сжиженном нефтяном газе, в них одновременно со снижением давления газа происходит его испарение за счет теплоты, подводимой в герметичную полость, подсоединенную к системе охлаждения двигателя. При использовании редукторов низкого давления в системе питания на метане нет необходимости подключать эту полость редуктора к системе охлаждения двигателя, так как газ во всей системе находится в газообразном состоянии.

Затем газ поступает во 2-ю ступень редуктора, где происходит снижение давления до значений, близких к атмосферному. Редукторы низкого давления газобаллонного оборудования ГБО автомобилей поддерживают эти величины давления при различных режимах работы двигателя. Для обеспечения работы в режиме холостого хода могут использоваться системы холостого хода, выполненные как отдельные каналы подачи газа параллельно второй ступени.

Управление подачей газа осуществляется за счет эжекции (всасывания) газа во впускной коллектор из выходного патрубка редуктора низкого давления, которая изменяется при открытии или закрытии дроссельной заслонки карбюратора. Конструктивных отличий при использовании компримированного и сжиженного нефтяного газов практически нет.

Встречаются конструкции, в которых редуктор высокого давления объединен с редуктором низкого давления в трехступенчатые редукторы, которые используются в системах питания на газе метан.

Все автомобильные редукторы низкого давления имеют устройства для автоматического прекращения поступления газа при остановке двигателя. Это обеспечивает надежное перекрытие подачи газа, даже если двигатель прекратит работу, и пожарную безопасность ГБО.

Редукторы низкого давления производства РЗАА, устройство.

Редукторы низкого давления производства РЗАА — двухступенчатые мембранно-рычажного типа. Крышка, корпус разгрузочного устройства, корпус редуктора, крышка корпуса экономайзера и верхняя крышка корпуса редуктора образуют внутренние полости 1-й и 2-й ступеней и разгрузочное устройство. Каждая ступень имеет свой клапан, мембрану, рычаг привода клапана, пружину.

Разгрузочное устройство образовано его корпусом, крышкой и мембраной. Пружина внутри разгрузочного устройства воздействует на упор, соединенный с мембраной 2-й ступени, и далее с рычагом клапана. Таким образом, на неработающем двигателе вход газа во 2-ю ступень закрыт.

Между корпусом экономайзера и корпусом редуктора крепится пластина, имеющая два дозирующих отверстия, через которые газ поступает в экономайзер и затем по патрубку в карбюратор-смеситель. В корпусе экономайзера находится клапан, перекрывающий канал подвода газа. Этот клапан удерживает в закрытом состоянии пружина. Вакуумная полость экономайзера, образуемая крышкой корпуса и мембраной, служит для открытия клапана.

Принцип работы редуктора низкого давления газобаллонного оборудования ГБО автомобилей.

При неработающем двигателе давление в полости 1-й ступени равно атмосферному и клапан открыт под действием пружины. При запуске двигателя газ поступает в 1-ю ступень через фильтр. Под действием давления в 1-й ступени перемещаются мембрана и рычаг вместе с клапаном. В результате образовавшегося разрежения мембрана перемещается вверх, освобождая ход упорной пластины и соединенного с ним штока, рычага и клапана.

Под действием давления газа в 1-й ступени открывается клапан и газ поступает в полость 2-й ступени, оказывая давление на мембрану. Газ поступает через отверстие в полость экономайзера и далее по патрубку подвода газа — в карбюратор-смеситель.

В режиме минимальных оборотов холостого хода обратный клапан закрыт, и газ поступает по каналам, регулируемым винтами. При увеличении нагрузки на двигатель дроссельная заслонка открывается. Расход газа, поступающего через клапан возрастает. Разрежение в вакуумной полости экономайзера уменьшается, клапан отрывает канал, и газ поступает через отверстие мощностной регулировки. Поток газа открывает обратный клапан, устремляясь в карбюратор-смеситель.

Регулировка давления в 1-й ступени выполняется изменением усилия пружины при вращении регулировочной гайки. Регулировка давления во 2-й ступени выполняется изменением усилия пружины при вращении регулировочного ниппеля. Ход штока и соответственно клапана регулируется винтом. Для контроля давления в 1-й ступени служит датчик. Указатель этого давления находится в кабине водителя. Испарение газовой смеси происходит вне редуктора в специальном испарителе.

По материалам книги «Установка и эксплуатация газобаллонного оборудования автомобилей».
Ю.В. Панов.

Как устроен и работает газовый редуктор «лягушка»

Редуктор РДСГ-1 для присоединения к вентилю или «лягушка» повсеместно используется в бытовых целях. Народное название обусловлено формой широкого корпуса с утолщением в центре. Принцип работы аналогичен схеме, реализуемой в поплавковой камере.

РДСГ-1 — статическое устройство прямого действия, оптимальное для использования в тупиковых системах с отбором газа конечным потребителем.

Основные конструктивные части — настроечная стабилизирующая пружина, рабочая мембрана и входной клапан на штоке. При давлении ниже номинального усилие от пружины передается на мембрану, которая удерживает клапан в открытом положении для прохода газа. При повышении давления мембрана как чувствительный элемент воздействует на пружину, увеличивающую степень сжатия и закрывающую клапан.

Традиционный газовый редуктор «лягушка» имеет небольшую пропускную способность и узкий диапазон давления на выходе без возможности его регулировки. Устройства-аналоги зарубежного производства могут комплектоваться манометрами и механизмом регулирования уровня выходного давления, которое отличается большим интервалом.

Газовый редуктор Ловато для впрысковой системы (4 поколение ГБО)

Появление на свет систем инжекторного впрыска газа потребовало создания принципиально другого редуктора (смотрите раздел принцип работы ГБО). Основным назначением остались нагрев и испарение поступавшего из баллона газа, а также, поддержание стабильного дифференциального давления на выходе редуктора.

Под дифференциальным давлением мы понимаем разницу между давлением на выходе редуктора, и давлением во впускном коллекторе двигателя автомобиля. И при нажатии водителем педали акселератора, давление газа на выходе из редуктора будет расти пропорционально увеличению давления во впускном коллекторе, за счет постоянной обратной связи коллектора с рабочей мембраной редуктора.

Впрысковые редукторы, как правило, одноступенчатые. Но, несмотря на кажущееся упрощение конструкции, выбрать хороший и подходящий газовый редуктор для данного автомобиля и газовой электроники, может оказаться достаточно сложной задачей.

Редуктор должен надёжно прогревать газ перед подачей его на газовые форсунки и обеспечивать стабильное давление, о чем говорилось выше. Газовый редуктор Ловато 4 поколения должен качественно отрабатывать некоторые переходные моменты при работе двигателя. Например, для многих редукторов очень сложным режимом является выход из режима cut-off (торможение двигателем), в этом режиме многие редукторы сильно подбрасывают дифференциальное давление, что часто приводит к попытке двигателя заглохнуть. Вторым критическим моментом является резкое увеличение нагрузки на двигатель — многие редукторы из-за недостаточной производительности сначала роняют давление, и только потом начинают его выравнивать.

Благодаря продуманной конструкции все редукторы Lovato, практически, лишены вышеперечисленных недостатков. А незначительные отклонения давления компенсируются электроникой, т.к. в программном обеспечении электронного блок газовой системы Lovato учтены, инженерами компании, все особенности поведения своих редукторов.

• RGJ 3.2.L – для автомобилей малой и средней мощности, позволяющий уверенно работать газовой системе Ловато на двигателях до 150 лошадиных сил;
• RGJ UHP — для автомобилей средней и большой мощности, позволяет устанавливать ГБО Ловато на двигатели до 350 лошадиных сил;
• RGJ 3.2.L-DD — для комплектов, предназначенных на автомобили с непосредственным впрыском бензина. У данного редуктора давление на выходе меняется в другом соотношении (в большую сторону) по отношению к давлению во впускном коллекторе, что позволяет ему обеспечивать более комфортные условия для газового блока управления (ЭБУ) Ловато при работе с непосредственным впрыском.

Все пропановые редукторы Lovato сконструированы и произведены в строгом соответствии с европейскими нормами ECE 67R-01 и сертифицированы на территории России в соответствии с Техническим Регламентом Таможенного союза (ТР ТС 018/2011).

Метановый редуктор Lovato

Метановые редукторы отличаются от своих пропановых аналогов наличием дополнительной ступени для понижения давления с 200 Бар до 10 Бар. Для метановых редукторов меньшее значение имеет обогрев, так как метан поступает в редуктор в газообразном состоянии. Метановые редукторы Lovato имеют высокую производительность и надёжность, что подтверждается частым выбором этих компонентов автопроизводителями, при установке газовой системы на конвейере (OEM проекты).

Впрысковые метановые редукторы Lovato

• RMJ 3.2.S — для автомобилей малой и средней мощности до 190 лошадиных сил;
• RMJ 3.2.HP – для автомобилей средней и большой мощности, позволяет уверенно работать системе на двигателях до 272 лошадиных сил.

Все впрысковые метановые редукторы Lovato произведены в соответствии с правилами ECE R110, ARAI, INMETRO и соответствуют стандартам ISO 15500 – 9, сертифицированы на территории России в соответствии с Техническим Регламентом Таможенного союза (ТР ТС 018/2011). Обе модели редуктора оснащены электрическим запорным клапаном с удлиненным фильтром на входе. Они укомплектованы манометром с возможностью подключения датчика уровня с индикацией запаса газа с выводом на переключатель вида топлива.

Традиционные метановые редукторы Lovato

• RME 090 – для автомобилей малой и средней мощности, предназначен для двигателей до 122 лошадиных сил;
• RME 140 – для автомобилей до 190 лошадиных сил;
• RME 180 – редуктор большой мощности для двигателей до 245 лошадиных сил.

Все редукторы модели RME представляет собой трехступенчатый редуктор для карбюраторных (подача газа через смеситель) систем с использованием компримированного природного газа. Производство осуществляется в соответствии с постановлениями ECE R110, ARAI и INMETRO, соответствует стандартам ISO 15500. Редукторы сертифицированы на территории России в соответствии с Техническим Регламентом Таможенного союза (ТР ТС 018/2011). Редукторы оснащены электромагнитным клапаном, расположенным между второй и третьей ступенью, и регулировочным винтом качества смеси.

Безопасность газовых редукторов Lovato

Традиционно, вопросам безопасности компания Lovato уделяет самое пристальное внимание, и редукторы, конечно же, удовлетворяют всем необходимым нормам безопасности ГБО. Например, впрысковые редукторы Ловато — помимо обязательного электромагнитного клапана, перекрывающего поток газа, если автомобиль не использует газовое топливо или двигатель не работает — оборудованы отдельным дополнительным клапаном безопасности. Клапан безопасности срабатывает (уменьшает давление внутри редуктора) в случае, если давление внутри редуктора превышает норму (примерно 4,5-5 Бар). Наличие клапана безопасности гарантирует целостность редуктора, а также исключает разрыв газового шланга на выходе редуктора. Это только один пример того, почему мы считаем, что Ловато идет на шаг впереди в вопросах безопасности ГБО.

Проверка подлинности редукторов Lovato

На сегодняшний день редукторы Lovato заслуженно завоевали огромную популярность как у установщиков ГБО, так и у простых пользователей. Естественной реакцией рынка стало появление подделок. Пока их уровень достаточно низок — их не сложно отличить визуально, но Lovato уже сейчас предпринимает активные меры по защите своей продукции. Каждый редуктор маркируется специальным кодом, и у каждого изделия можно определить не только когда выпущена деталь, но и для какой страны и какой поставщик занимался её реализацией.