Reduktor plynu je zařízení, které slouží k dodávání plynu z nádoby, ve které je skladován ve zkapalněném stavu, spotřebiteli, který plyn používá například jako palivo.
Účel reduktoru plynu
Zkapalněný plyn v zásobníku plynu, láhvi nebo jiné skladovací nádobě je pod vysokým tlakem. To zjednodušuje jeho skladování a přepravu na místo spotřeby. Plyn dodávaný spotřebiteli, bez ohledu na to, zda se jedná o topný kotel, varnou desku nebo jakékoli zařízení s plamenem, musí být dodáván s mnohem nižším tlakem. Tato přeměna tlaku se provádí ve speciálním mechanickém zařízení určeném k tomuto účelu – reduktoru plynu.
Vezměme si jako příklad směs propan-butan. Ve zkapalněné lahvi je tato směs dvou hořlavých plynů uložena pod tlakem 1,6 MPa. Spotřebitel požaduje v naprosté většině případů tlak do 0,6 MPa. Kromě toho musí být tlak plynu dodávaného spotřebiteli udržován na konstantní úrovni bez ohledu na množství plynu v nádobě. Úkol snížení tlaku a udržení jeho hodnoty řeší redukční ventil napojený na výstup z nádrže se zkapalněným plynem. Reduktory plynu jsou instalovány na všech používaných plynových nádržích, a to jak pro průmyslové použití, tak pro domácí plynové lahve. Správně fungující převodovka zajišťuje bezpečný provoz zařízení.
Zařízení a princip činnosti reduktoru plynu
Existují různé modely redukčních ventilů, mohou mít různé konstrukce, vzhled a pomocné prvky, ale všechny mají stejný princip činnosti a nutně zahrnují následující základní části:
- zajišťovací pružina;
- membrána – nejdůležitější část regulátoru, reagující na tlak plynné směsi;
- redukčním ventilem.
Princip činnosti reduktoru plynu je založen na protikladu dvou působících sil. Na jedné straně tlačí na ventil pružná pružina, která se snaží zablokovat výstup plynu, a membrána se naopak snaží ventil otevřít. Na pružnou membránovou desku tlačí redukovaný plyn s nízkým (pracovním) tlakem. Při poklesu jeho tlaku překročí tlak vyvíjený membránou na ventil působení uzavírací pružiny na něj, ventil se otevře a celý proces se opakuje.
Existují dva typy převodovek: jednostupňové a dvoustupňové.
Jednostupňová má pouze jednu komoru, kde dochází ke snížení tlaku. Nevýhodou takového reduktoru je, že indikátory plynu na jeho výstupu závisí na indikátorech na vstupu.
Dvoustupňový reduktor má 2 komory: vysokotlakou a pracovní. Plyn z válce vstupuje do vysokotlaké komory a poté je přes pracovní tlakovou komoru dodáván spotřebiteli. Tato konstrukce umožňuje získat požadovaný tlak na výstupu, který nebude závislý na tlaku plynu ve válci, a regulovat indikátory s větší přesností.
Kromě hlavních částí reduktor obsahuje řadu doplňkových, které zajišťují přívod, seřizování a ovládání parametrů plynu (stavěcí šroub, který určuje polohu membrány, vysokotlaké a nízkotlaké manometry, armatura, kterou plynová směs proudí vstupuje do reduktoru z nádrže atd.)
Níže uvedené video ukazuje princip fungování reduktoru plynu:
Ochrana proti přetlaku
Jedním z nejdůležitějších požadavků na jakékoli zařízení v systémech zásobování plynem je dodržování bezpečnostních norem a předpisů. Překročení tlaku plynu v systému nad přípustnou mez může vést k havarijní situaci s jakýmikoli následky. Aby se předešlo nehodám, má řada modelů přídavný pojistný ventil, který při aktivaci při 2,5–3násobném překročení jmenovitého tlaku uvolní přebytečný plyn.
Při použití skupinové instalace láhve ve zplyňovacím systému se doporučuje, aby každá láhev byla vybavena reduktorem s pojistným ventilem.
Reduktory pro různé plyny
V běžném životě se používají pouze hořlavé plyny (metan nebo směs propan-butanu). Průmyslové podniky používají různé zkapalněné plyny a směsi plynů. V závislosti na plynu, pro který jsou určeny, se rozlišují:
- Acetylen se používá pouze pro svářečské práce, natřený bílou barvou, vyrobený z kovů s výjimkou mědi, stříbra, zinku;
- Vodíkové se používají při provádění prací s plamenem (svařování, řezání kovů). Kovová skříň převodovky je lakovaná zeleně.
- Kyslík, které se používají při svařování kovů. Takové převodovky jsou vyrobeny ze slitin odolných proti oxidaci a lakovány modře;
- Propan-butan se používá jak v každodenním životě, tak ve výrobě a je natřen červenou barvou;
- Lahve na metan se používají na lahve s hořlavým plynem a jsou tradičně natřeny červenou barvou.
Všechny převodovky určené pro práci s hořlavými plyny podle požadavků GOST mají levý závit, zatímco převodovky na kyslík a inertní plyny jsou vyráběny s pravým závitem. Tím odpadá nutnost připojovat reduktor kyslíku například k láhvi s hořlavým plynem.
Aby se zabránilo zamrznutí plynu na výstupu, může mít skříň převodovky pro uhlovodíkové hořlavé plyny vyvinutá žebra.
V procesu přenosu plynu ze zásobní nádoby (lahve, držáku plynu atd.) ke spotřebiteli se používá redukční zařízení. Podívejme se na hlavní účel a zařízení na redukci plynu, stejně jako vlastnosti jeho použití pro různé účely.
Proč se používá redukční ventil?
V každé nádobě je plyn pod vysokým tlakem. To zjednodušuje jeho přepravu a provoz. Musí však být dodáván spotřebiteli, ať už jde o kamna, kotel, svářecí zařízení nebo zařízení na plameny, pod nízkým tlakem. Pro takovou transformaci existuje speciální mechanické zařízení – reduktor plynu.
Na obrázku je schéma vnitřní struktury
Vezměte si například směs propan-butan. Pro jeho skladování v kapalném stavu vzniká tlak asi 16 bar. Spotřebiteli přitom ve většině případů stačí pár desítek milibarů. Kromě toho musí být výstupní tlak během vyprazdňování nádrže udržován na určité úrovni. Právě pro takové účely je potřeba převodovka.
Jakákoli instalace láhve je vybavena podobným zařízením, bez kterého je nemožný její bezpečný provoz, bez ohledu na to, zda se používá pro průmyslové nebo domácí účely. Více o provozu zařízení plynových lahví se můžete dozvědět v článku: provoz lahvových jednotek v autonomním systému zásobování plynem.
Struktura reduktoru plynu a princip jeho činnosti
Takové mechanismy se mohou lišit barvou, tělem a mají individuální vlastnosti, avšak základní struktura a princip fungování jsou stejné.
Hlavní části tohoto zařízení jsou:
- zajišťovací pružina;
- membrána;
- redukčním ventilem.
Na jedné straně má pružina tendenci uzavírat ventil, čímž přerušuje přívod plynu, a na druhé straně působí membrána na ventil a snaží se jej otevřít. Současně membráně působí protilehlý redukovaný plyn s provozním (nízkým) tlakem. Jakmile provozní tlak klesne pod normál, síla membrány na ventilu překročí sílu uzavírací pružiny a ten se otevře.
Princip činnosti je prezentován v kontextu převodovky
Kromě základních částí může mít zařízení reduktoru plynu manometr a ventil, které plní funkci sledování vstupního/výstupního tlaku a dodatečného nastavení výstupního přívodu plynu.
Zde je video, které ukazuje princip fungování reduktoru plynu:
Ochrana proti přetlaku
Dodržování bezpečnostních norem je jednou z hlavních součástí systému zásobování plynem. Několikanásobné překročení tlakových úrovní nad nominální hodnotu může způsobit havarijní stav s možnými následky. Aby se předešlo nehodě, jsou některé modely vybaveny přídavným pojistným ventilem, který uvolňuje přebytečný plyn, pokud jsou nominální hodnoty překročeny 2,5-3krát.
Při organizaci zplyňování na základě skupinové instalace tlakové láhve je vhodné vybavit každou jednotku podobným zařízením. Další informace o principu fungování a dodržování bezpečnostních opatření v autonomním systému dodávky plynu naleznete v článku: autonomní zplyňování – instalace plynových lahví.
Takto je reduktor připojen v instalaci válce
Aplikace zařízení pro různé druhy plynu
Podle typu redukovaného plynu se reduktory dělí na následující typy:
- acetylén;
- vodík;
- kyslík;
- propan-butan;
- metan.
Obrázek ukazuje různé typy převodovek
Všechny možnosti lze přitom rozdělit na zařízení pro hořlavé a nehořlavé plyny. Lahve se směsí hořlavých plynů mají levostranný závit, nádoby na inertní plyny a kyslík jsou opatřeny závitem pravým. To se provádí proto, aby se zabránilo náhodnému připojení redukčního prvku, určeného například pro metan, na kyslíkovou láhev. Mimochodem, více informací o autonomním zplyňování najdete v této sekci.
Pro zkapalněné uhlovodíkové plyny může mít konstrukce redukčních ventilů jeden konstrukční prvek. Aby se zabránilo zamrzání plynu na výstupu, je tělo zařízení vyrobeno s vyvinutými žebry.
Velkou roli v životnosti převodovky hraje kvalita plynu. Nádrže proto musí být doplňovány od spolehlivých společností, jako je Promtekhgaz, kde kromě dobré obsluhy získáte odborné rady při práci s jakýmkoliv plynovým zařízením.
