Czym jest reduktor do butli gazowej: budowa i działanie urządzenia z regulatorem ciśnienia

Nie wszystkie miejscowości i osiedla letniskowe są u nas podłączone do centralnego zaopatrzenia w gaz. Niestety, są jeszcze wsie i miasteczka, w których aktywnie używa się gazu butlowego. Do jego bezpiecznego użytkowania wymagany jest reduktor gazu – urządzenie obniżające ciśnienie paliwa do wartości potrzebnych dla kuchenek i kotłów.

Opowiemy wszystko o kryteriach wyboru urządzenia redukcyjnego. Przedstawione przez nas informacje pomogą kupić maksymalnie odpowiedni reduktor do zamontowania na butli gazowej. Szczegółowo opisaliśmy rodzaje urządzeń oraz kryteria, według których należy dać pierwszeństwo danej model.

Tym, którzy chcą samodzielnie przeprowadzić instalację i podłączenie aparatu redukcyjnego, pomoże szczegółowo opisana instrukcja krok po kroku. Znajdą u nas Państwo zasady, których przestrzeganie zapewni bezpieczeństwo i przedłuży okres użytkowania instalacji gazowych. Artykuł jest zilustrowany zdjęciami i uzupełniony poradnikami wideo.

Ogólne zasady wyboru reduktora do butli

Stabilna praca systemu gazowego zależy od jakości i kompatybilności wszystkich jego elementów. Przy wyborze reduktora należy uwzględnić zgodność jego parametrów z potrzebami urządzeń podłączanych przez niego.

Zakres zastosowania urządzeń

Za podstawowe cechy reduktora uważa się następujące parametry:

• rodzaj gazu przepływającego przez urządzenie;
• sposób podłączenia do systemu;
• zakres ciśnienia wyjściowego;
• maksymalna wydajność;
• zakres temperatur roboczych.

Butle z reduktorami można montować wewnątrz lub na zewnątrz domu.

Do pomieszczenia, w którym zainstalowano urządzenie, stawia się podwyższone wymagania dotyczące wymiany powietrza z możliwością szybkiego przewietrzenia w przypadku sytuacji awaryjnej. Wariant zewnętrzny oszczędza miejsce wewnątrz budynku i jest bezpieczniejszy w przypadku wycieku gazu palnego.

Aparat redukcyjny przeznaczony jest do obniżenia ciśnienia gazu zatłoczonego do butli do wartości roboczych, niezbędnych do normalnego funkcjonowania urządzeń gazowych.

Ze względu na rodzaj przepuszczanego gazu reduktory dzieli się na następujące typy, z których każdy dla dodatkowej identyfikacji jest malowany na określony kolor:

• acetylenowy – biały;
• wodorowy – ciemnozielony;
• tlenowy – niebieski;
• propan-butanowy – czerwony;
• metanowy – czerwony.

Oznaczenie kolorystyczne reduktorów wyprodukowanych poza Rosją może się różnić.

Reduktor przeznaczony do butli z mieszanką propan-butan jest malowany na czerwono. Urządzeń przeznaczonych do innych gazów nie wolno używać do skroplonych węglowodorów.

Charakterystyka kupowanego reduktora musi odpowiadać parametrom i rodzajowi butli gazowej oraz urządzenia, z którymi będzie zainstalowany. Ważne jest również prawidłowe skalowanie mocy wychodzącego strumienia gazu.

Gdy wartość ciśnienia wyjdzie poza dopuszczalny zakres, automatyka nowoczesnego urządzenia gazowego wyłączy je. Jeśli nie jest ono wyposażone w taką ochronę, może dojść do sytuacji awaryjnej.

Reduktory, jako potencjalnie niebezpieczne urządzenia, podlegają obowiązkowej certyfikacji. Jeśli pojawią się wątpliwości co do fabrycznego pochodzenia kupowanego urządzenia, należy zażądać przedstawienia certyfikatu zgodności.

Standardy podłączania do systemu

Do podłączenia reduktora do butli gazowej lub do instalacji zazwyczaj stosuje się 3 standardy połączeń gwintowanych:

• W 21,8 x 1/14 – gwint cylindryczny normy DIN 477/T1, w Rosji często używa się dla niego skrótu SP 21,8;
• G – gwint rurowy cylindryczny, gdzie cyfra po literze oznacza średnicę nominalną w calach;
• M – gwint metryczny, gdzie pierwsza cyfra po literze oznacza średnicę nominalną, a druga – skok gwintu w milimetrach.

Symbole “LH” oznaczają, że stosuje się gwint lewostronny.

Dla różnych typów butli gazowych stosuje się różne standardy połączeń gwintowanych. Ten fakt należy uwzględnić przy zakupie reduktora (+)

Niektóre proste urządzenia są wyposażone tylko w jeden wariant połączenia. Na przykład popularny reduktor Type 724B od włoskiego producenta “Gavana Group S.p.A” jest wyposażony w wejściowy gwint lewy W 21,8 x 1/14 do standardowej metalowej butli. Na wyjściu znajduje się prawy półcalowy gwint wewnętrzny do podłączenia przewodu karbowanego bez jakichkolwiek przełączników.

Bardziej złożone urządzenie Type 733 z funkcją regulacji ciśnienia od tego samego producenta ma już 6 wariantów gwintu wejściowego: do butli metalowej i kompozytowej, do multizaworu gazownika oraz jeszcze 3 połączenia. Model ten ma również 3 warianty gwintu wyjściowego.

Jeśli gwint wejściowy lub wyjściowy reduktora nie pasuje do zaworu butli lub przyłącza, stosuje się specjalne adaptery. Należy jednak minimalizować liczbę takich połączeń, ponieważ zwiększają one ryzyko wycieku. Przy standardowym wyposażeniu gazowym nietrudno znaleźć reduktor z odpowiednim formatem podłączenia.

Procedura montażu i uruchomienia

W pierwszej kolejności montuje się węże systemu dostarczania gazu bez podłączania go do butli. Następnie na zawór butli nakręca się nakrętkę reduktora, a dopiero potem podłącza się do niego węże.

Podczas tej operacji kurki urządzenia gazowego, gazowego podgrzewacza wody, stojącego kotła gazowego, płyty, powinny znajdować się w pozycji “zamknięta”. Przed podłączeniem reduktora, w celu osłabienia sprężyny, należy całkowicie wykręcić śrubę regulacyjną.

Typ śruby regulacyjnej w postaci zaworu jest wygodniejszy niż urządzenie, które trzeba dokręcać śrubokrętem. Należy jednak ograniczyć dzieciom dostęp do takiego urządzenia.

W przypadku użycia zwykłego węża elastycznego, dla ułatwienia zabiegu można zwilżyć wodą złączkę reduktora. Takie połączenie należy zabezpieczyć obejmą śrubową. Węże mieszkowe podłącza się za pomocą gwintowanego adaptera, który wkręca się zamiast złączki.

Po zamontowaniu systemu należy przeprowadzić kontrolę na wypływ gazu przy niepracujących urządzeniach. W tym celu należy zakręcić zawór przepływu gazu (jeśli jest) i wykręcić śrubę regulacyjną, aby maksymalnie osłabić sprężynę.

Jeśli po ustaleniu różnicy ciśnień wskazówka manometru wskazuje stopniowy wzrost ciśnienia, reduktora nie można używać.

Po złożeniu całego systemu należy zapewnić dopływ gazu z butli do reduktora i, obracając śrubę regulacyjną, ustawić wymagane ciśnienie na wyjściu. Następnie miejsca połączeń od butli do urządzenia odbiorczego należy posmarować roztworem mydła, aby sprawdzić je pod kątem wycieku gazu.

Jeśli urządzeniem odbiorczym jest kuchenka gazowa, należy kolejno zapalić palniki. Jeśli na którymś z palników płomień nie jest niebieski, należy zmniejszyć ciśnienie na reduktorze.

Pomarańczowy lub żółty płomień palnika oznacza niepełne spalanie paliwa. Prowadzi to do znacznej emisji tlenku węgla, co może być niebezpieczne przy długotrwałym używaniu kuchenki.

Podczas sprawdzania działania palników na minimalnym ogniu może wystąpić problem z ich gaśnięciem. Aby go rozwiązać, należy albo nieco zwiększyć ciśnienie wyjściowe za pomocą regulatora na reduktorze do butli gazowej, albo zmienić położenie śruby przepływu na samej kuchence.

Jeżeli opisane powyżej problemy nie dotyczą wszystkich palników, to w problematycznych elementach płyty należy wyczyścić lub wymienić dysze. Jeżeli nastąpił wyciek gazu przy uruchomieniu systemu, należy całkowicie zamknąć zawór odcinający. Następnie trzeba przewietrzyć pomieszczenie i przystąpić do usunięcia usterki.

Wymagane ciśnienie i objętość

Przepustowość reduktora musi zapewnić pracę wszystkich podłączonych do systemu urządzeń na maksymalnym trybie zużycia gazu. Pewnym problemem w określeniu niezbędnych parametrów jest użycie różnych jednostek miar.

Istnieją dwie jednostki miary ciśnienia dla urządzeń gazowych: paskale (Pa) i bary (br). Dla reduktora ciśnienie na wejściu określa się w megapaskalach (1 MPa = 10⁶ Pa) lub barach, a na wyjściu – w paskalach lub milibarach (1 mbar = 10^-3 bar). Przeliczenia wartości ciśnienia między tymi jednostkami dokonuje się według wzoru:

1 br = 10⁵ Pa

Objętość gazu przepuszczanego przez reduktor i zużywanego przez urządzenia może być również przedstawiona dwiema wielkościami: kilogramami i metrami sześciennymi.

Parametry ciśnienia wejściowego i wyjściowego większości rosyjskich urządzeń są podane w paskalach. Na urządzeniach zagranicznych z reguły ciśnienie podaje się w barach.

Można porównać wskaźniki, korzystając z danych o gęstości podstawowych gazów butlowych (kg/m³) w temperaturze 19⁰C i standardowym ciśnieniu atmosferycznym:

• azot: 1,17;
• argon: 1,67;
• acetylen: 1,10;
• butan: 2,41;
• wodór: 0,08;
• hel: 0,17;
• tlen: 1,34;
• propan: 1,88;
• dwutlenek węgla: 1,85.

Przy przeliczaniu wskaźników dla płyt domowych może pojawić się problem związany z proporcją propanu i butanu w butlach gazowych. Ich procentowy stosunek dla różnych regionów klimatycznych reguluje GOST 20448-90.

Gęstość mieszanki gazowej zależy od jej składu procentowego. Na przykład, przy deklarowanym stosunku 60% propanu i 40% butanu, gęstość gazu można obliczyć w następujący sposób:

q = 1,88 * 0,6 + 2,41 * 0,4 = 2,09 kg/m³.

Zatem, jeśli maksymalne zużycie gazu płyty czteropalnikowej wynosi 0,84 m³/h, to przepustowość takiej samej objętości musi zapewnić reduktor. W przeliczeniu na kilogramy wartość ta wyniesie 2,09 * 0,84 = 1,76 kg/h.

GOST 20448-90 dopuszcza w mieszance propan-butan dość szeroki zakres procentowy obu gazów. Stwarza to pewną niepewność przy obliczaniu jej gęstości.

Do obliczonej wartości maksymalnej przepustowości reduktora należy dodać 25%.

Wiąże się to z następującymi przyczynami:

• parametry mieszanki gazowej mogą się różnić w zależności od regionu, pory roku i dostawcy;
• gęstość gazu przyjmowana w obliczeniach zależy od jego temperatury;
• możliwa jest utrata sprężystości sprężyny regulującej objętość komory niskiego ciśnienia w reduktorze, co spowoduje zmniejszenie jego maksymalnej wydajności przepustowej.

Czasami w zestawie z nowoczesnym wyposażeniem oferowany jest sprawdzony pod względem parametrów reduktor z regulatorem ciśnienia na wypadek użycia butli gazowej z propanem. Taka opcja jest optymalna z punktu widzenia bezpieczeństwa pożarowego i wydajności systemu.

Cechy konstrukcji i konserwacja

Bezproblemowa praca systemu nie jest możliwa bez regularnej obsługi i usuwania drobnych usterek reduktora. W tym celu należy znać konstrukcję urządzenia oraz objawy typowych awarii.

Schemat urządzeń działania bezpośredniego i odwrotnego

Ze względu na typ konstrukcji reduktory dzieli się na urządzenia działania bezpośredniego i odwrotnego. W pierwszym przypadku na otwarcie zaworu skierowane jest nadciśnienie gazu wlotowego, w drugim – niedostateczne ciśnienie w komorze roboczej urządzenia.

Konstrukcja jednokomorowych reduktorów działania bezpośredniego i odwrotnego jest prosta. Brak skomplikowanych podzespołów jest przyczyną długiej bezawaryjnej pracy, jeśli produkt został wykonany jakościowo.

Podstawowe elementy obu typów konstrukcji reduktora są takie same:

1. złączka, przez którą następuje doprowadzenie gazu;
2. manometr wysokiego ciśnienia, wskazujący wartość ciśnienia gazu podawanego do urządzenia;
3. sprężyna powrotna, działająca na zamknięcie zaworu;
4. komora wysokiego ciśnienia;
5. zawór, którego położenie reguluje objętość przepuszczanego gazu;
6. zawór bezpieczeństwa, zadziałający przy osiągnięciu niedopuszczalnego ciśnienia w komorze roboczej;
7. manometr niskiego ciśnienia, określający wartość ciśnienia roboczego gazu;
8. komora robocza (niskiego ciśnienia);
9. śruba regulacyjna, określająca położenie membrany;
10. sprężyna główna;
11. membrana komory roboczej;
12. sworzeń między sprężyną główną a zaworem przepustowym.

Reduktory działania odwrotnego są bardziej rozpowszechnione, ponieważ są bardziej niezawodne.

Istnieją modele wyposażone w pneumatyczny czujnik ciśnienia, gdzie zamiast sprężyny głównej na membranę działa gaz, zapewniając równowagę układu.

Z reguły śruba regulacyjna ma sztywny skok. Jest to związane z zapobieganiem samoczynnej zmianie położenia pod wpływem sił działających na membranę. Przy obrocie w prawo następuje zmniejszenie objętości komory roboczej i wzrost ciśnienia gazu wylotowego.

W zwykłych reduktorach nierównomierność ciśnienia wyjściowego zależy od wartości wejściowej i z reguły wynosi 15-20%. Modele dwustopniowe (lub dwukomorowe) stosuje się w przypadku konieczności utrzymania dokładnego ciśnienia gazów wylotowych.

Ten reduktor tlenowy dobrze ilustruje konstrukcję typu dwustopniowego: w istocie są to dwa oddzielne urządzenia połączone razem.

Takie reduktory mają bardziej złożoną konstrukcję i nieco większe gabaryty. Są droższe od swoich jednostopniowych odpowiedników. Dlatego, gdy nie ma takiej potrzeby, ich używanie jest niecelowe.

Okresowe przeglądy i prace serwisowe

W celu długotrwałej i prawidłowej pracy reduktora należy okresowo przeprowadzać z nim proste czynności. Raz w tygodniu należy zapisywać wskazania manometru. Przy spadku sprężystości sprężyn możliwe jest powolne, ale stałe zmniejszanie lub zwiększanie ciśnienia.

Raz na kwartał należy wykonać następujące czynności:

• Sprawdzać szczelność połączeń uszczelek, zaworu bezpieczeństwa i manometrów z korpusem urządzenia. Czynność tę można wykonać, nakładając roztwór mydła na miejsca potencjalnego wycieku gazu.
• Wykonywać przedmuchiwanie zaworu bezpieczeństwa w celu zapobieżenia jego zablokowaniu. W tym celu należy podłączyć reduktor do źródła sprężonego powietrza i przy zamkniętym otworze wylotowym podnosić ciśnienie aż do zadziałania mechanizmu zabezpieczającego.

Nie wolno przeprowadzać prac naprawczych i konserwacyjnych związanych z fizycznym oddziaływaniem na korpus urządzenia (w tym dokręcanie połączeń gwintowanych), gdy reduktor znajduje się pod ciśnieniem.

Jest to niebezpieczne ze względu na uwolnienie i zapłon gazów palnych. Ponadto może nastąpić gwałtowne rozszczelnienie urządzenia, mogące spowodować obrażenia fizyczne u osób znajdujących się w pomieszczeniu.

Specjaliści służby gazowej są zobowiązani do przeprowadzania corocznego przeglądu technicznego urządzeń, wykrywania niezgodności z wymogami bezpieczeństwa oraz wydawania zaleceń z algorytmem ich usunięcia.

Typowe awarie i ich naprawa

Wyciek gazu i odchylenie wartości ciśnienia poza zakres normatywny można usunąć samodzielnie. Pierwszy problem może być spowodowany następującymi przyczynami:

• rozszczelnienie korpusu;
• uszkodzenie membrany.

Przepuszczanie gazu przez nieszczelne połączenie elementów korpusu można usunąć przez wymianę wkładu lub zastosowanie silikonowego uszczelniacza. Uszkodzoną membranę należy wymienić na podobny element z zestawu naprawczego.

Przyczynami odchylenia wartości ciśnienia mogą być:

• Problem ze sprężyną. Należy rozebrać reduktor i określić przyczynę usterki. W przypadku przesunięcia sprężyny należy ją poprawić, w przypadku złamania – wymienić. Jeśli nastąpiła utrata sprężystości, wystarczy podłożyć pod nią twardą podkładkę.
• Wyciek sprężonego gazu w urządzeniach z pneumatyczną zasadą nacisku na membranę. Samodzielne usunięcie problemu jest bardzo trudne. Konieczna jest wymiana reduktora.
• Problem z membraną. Jeśli nastąpiło pęknięcie, należy wymienić zespół urządzenia, a w przypadku utraty szczelności w miejscach połączeń z podkładkami – usunąć tę usterkę poprzez dokręcenie krawędzi.
• Problem z zaworem przelewowym. Jeśli nastąpiło zużycie uszczelki gumowej, należy ją wymienić. W przypadku zakłócenia ruchu wahacza należy wymienić przeguby.

Biorąc pod uwagę niski koszt reduktorów, celowe jest przeprowadzenie naprawy tylko w przypadku braku możliwości szybkiej wymiany. Jeśli w wyniku działań przy urządzeniu dokonano jego demontażu, w celu bezpieczeństwa należy sprawdzić jego szczelność przy pierwszym uruchomieniu.

Podsumowanie i przydatny film na ten temat

Wideo #1. Budowa prostego reduktora do pięciolitrowych butli:

Wideo #2. Przykład naprawy popularnych reduktorów serii BKO:

Wybór reduktora do systemu opartego na gazie płynnym należy dokonać z uwzględnieniem wymaganych parametrów ciśnienia i przepływanej objętości. Nieskomplikowana konserwacja i terminowe usuwanie drobnych usterek pozwoli urządzeniu długo i dobrze spełniać swoje funkcje.

Proszę pisać komentarze w poniższym bloku. Opowiedzcie nam o wyborze reduktora, który zamontowaliście na butli gazowej, napiszcie o zasadach eksploatacji urządzenia. Zadawajcie pytania, dzielcie się opinią i zdjęciami na temat artykułu.