2.3.2. Очистители газа и предохранительные затворы

Ацетилен, получаемый в генераторах, содержит твердые частицы извести и угля, водяной пар, примеси аммиака, сероводорода, фосфо­ристого и кремнистого водорода. Аммиак, пыль и часть сероводорода удаляются при промывке ацетилена водой, что предусмотрено в боль­шинстве типов ацетиленовых генераторов. Водяной пар поглощается в осушителях, представляющих собой емкости, заполненные хлорис­тым кальцием, силикагелем, едким натром или карбидом кальция. Фосфористый водород РН₃ и остатки сероводорода H₂S удаляют очи­сткой химическими веществами, содержащими хром или хлор в каче­стве активных элементов.

Если при сварке по какой-либо причине скорость истечения горючей смеси станет меньше скорости ее сгорания, перегреется или засорится канал мундштука горелки, то может произойти обратный удар - воспламенение горючей смеси в каналах горелки и распрост­ранение пламени по шлангу горючего газа. Пламя может попасть в ацетиленовый генератор или газовую магистраль - произойдет взрыв. Для защиты от обратного удара применяют предохранитель­ные затворы.

По назначению предохранительные затворы могут быть цент­ральные, устанавливаемые на магистрали стационарных ацетилено­вых генераторов, и постовые - у каждого сварочного поста или на однопостовых генераторах. По пре­дельному давлению различают зат­воры низкого (до 0,01 МПа), средне­го (до 0,07 МПа) и высокого (до 0,15 МПа) давления.

По конструкции затворы бывают гидравлические (водяные) и сухие. Все затворы окрашивают в белый цвет. В водяной затвор среднего дав­ления (рис. 32) горючий газ входит по трубке 1, отжимая шарик клапана 2, в корпус 3, заполненный водой до уровня контрольного крана 6, через ниппель 5 идет в горелку. При об­ратном ударе давление в затворе рез­ко повышается, вода давит на кла­пан 2 и закрывает его - подача газа прекращается. Взрывная волна га­сится узкой щелью между стенкой корпуса 3 и диском 4. Это затвор закрытого типа. В открытых затво­рах взрывная волна выбрасывается в атмосферу.

При питании поста газами - заменителями ацетилена применяют сухие предохранительные затворы (огнепреградители). В них для га­шения пламени и предупреждения проникновения его в газовую маги­страль применяют пористые керамические массы, эластичные мемб­ранные (рис. 33) или шаровые обратные клапаны.

2.3.3. Баллоны и редукторы

Баллоны - это стальные сосуды, предназначенные для хранения и транспортировки сжатых, сжиженных и растворенных газов под дав­лением (рис. 34). Изготавливают их из цельнотянутых труб. Для сжи­женных газов, например для пропан-бутановой смеси, при давлении не свыше 3 МПа разрешается применять сварные баллоны. Корпус 1 баллона имеет в верхней части горловину 2 с коническим резьбовым отверстием, в которое ввернут вентиль 3. На резьбовое кольцо горло­вины 2 наворачивают предохранительный колпак 4, защищающий вентиль 3 при перерывах в работе и при транспортировке.

Конструкции и материалы вентилей 3 баллонов, предназначен­ных для различных газов, неодинаковы. Это исключает установку, например, кислородного редуктора на ацетиленовый баллон, и на­оборот. Вентили баллонов для ацетилена и пропана изготавливают из стали, а для кислорода - из латуни, так как сталь может гореть в кислороде. На нижней части корпуса 1 баллонов напрессовывают башмак 5, придающий баллону устойчивость в вертикальном поло­жении.

В зависимости от рода газа баллоны окрашивают в разные цвета и наносят на них разной краской названия газов (табл. 5).

Участок на верхней сферической части баллона не окрашивают и выбивают на нем паспортные дан­ные баллона: тип, заводской номер, товарный знак завода-изготовителя, массу порожнего баллона, его вместимость, рабочее и испытательное давление, дату изготовления, клейма технического контроля и инспекции Госгортехнадзора, дату следующего ис­пытания, которые проводят каждые пять лет.

К вентилю баллона крепят редуктор - устройство для понижения давления газа до рабочего и обеспече­ния его постоянства во время работы.

По назначению и месту установки различают баллонные, рамповые, сетевые, центральные и универсальные редукторы высокого давления. Редукторы бывают прямого действия, когда давление поступа­ющего газа стремится открыть клапан, через который газ входит в рабочую камеру редуктора, и обратного действия, когда это давление стремится закрыть кла­пан. У редуктора прямого действия рабочее давление по мере расхода газа из баллона несколько снижается. Это падающая характеристика редуктора. У редуктора обратного действия характеристика возрастающая, с уменьшением давления газа в баллоне рабочее давление на выходе из редуктора повышается. Удобнее и безо­паснее в эксплуатации редукторы обратного действия.

По роду газа редукторы делят на кислородные, аце­тиленовые (рис. 35), пропан-бутановые и метановые. Внешне отличаются они друг от друга окраской, цвет которой должен быть таким же, как и у баллона для данного газа. Другое отличие - конструкция присоединительных уст­ройств для крепления редукторов к баллону. У ацетиленовых редукто­ров это хомут с упорным винтом, у остальных редукторов - накидная гайка с резьбой, соответствующей резьбе на вентиле баллона.

П о схемам редуцирования редукторы выполняют одноступенча­тыми (однокамерными) и двухступенчатыми (двухкамерными), в ко­торых давление снижается в два этапа. Принцип действия всех редук­торов одинаков. Рассмотрим его на примере одноступенчатого бал­лонного редуктора обратного действия (рис. 36).

Из баллона газ попадает в камеру высокого давления 2, на входе в которую установ­лен манометр 10. Давление газа препятствует открыванию клапана 1, который прижат к своему седлу пружиной 3. Для подачи газа в горел­ку нужно регулировочным винтом 9 сжать пружину 8, которая, воз­действуя на резиновую мембрану 7, через шток будет воздействовать на клапан 1. Положение клапана 1 зависит от соотношения усилий сжатия пружин 3 и 8. Если усилие пружины 8 больше, чем пружины 3, клапан 1 откроется; газ, преодолевая сопротивление отверстия клапа­на 1, проходит в камеру низкого давления 6. Чем больше открыт кла­пан 1, тем больше будет рабочее давление в камере 6.

Это давление измеряют манометром низкого давления 11, установ­ленным на выходе из камеры 6, по которому газ через вентиль 5 пода­ется в сварочную грелку. Таким образом, регулирование рабочего давления производится винтом 9: вворачивание его увеличивает уси­лие пружины 8 и проходное сечение клапана 1, давление в камере 6 увеличивается, и наоборот. Если при некотором положении винта 9 расход и поступление газа в редуктор равны, то рабочее давление по­стоянно. Если расход газа станет больше, чем его поступление из бал­лона, давление в камере 6 понизится, пружина 8 начнет удлиняться, клапан 1 откроется больше, поступление газа в камеру 6 увеличится, давление в ней возрастет. Наоборот, если расход газа уменьшится, давление в камере 6 повысится, усилие, действующее на мембрану 7, возрастет, она изогнется в противоположную сторону и сожмет пру­жину 8. Клапан 1 будет закрываться, поступление газа в камеру 6 уменьшится, давление в ней снизится. Так обеспечивается автомати­ческое поддерживание постоянного рабочего давления. Если по ка­кой-либо причине регулировка не произойдет и давление в камере 6 увеличится до опасных пределов, этим давлением сожмется пружина предохранительного клапана 4, клапан откроется и избыток газа сбросится в атмосферу.

Рукава (иианги). Для подвода газа к горелкам или резакам применяют специальные рукава, изготовленные из вулканизирован­ной резины с одной или двумя тканевыми прокладками. Шланги рассчитаны для работы при температуре окружающего воздуха от + 50 до — 35 ^СС. Для работы при более низких температурах при­меняют специальные шланги из морозостойкой резины, выдержи­вающей температуру до —65 С.

Они выпускаются трех типов: тип 1 - красные -для ацетилена и горючих газов-заменителей; тип 2 - желтые - для жид­ких горючих (из бензостойкой резины) и тип 3 - синие - для кислоро­да. Для работы при температуре -35 °С и ниже применяют некрашен­ные рукава из морозостойкой резины.

Г орелки являются основным рабочим инструментом при ведении газосварочных работ. Горелки производят безынжекторные и инжек­торные, более распространены горелки инжекторного типа (рис. 4). Горелка состоит из ацетиленового ниппеля 1, кислородного нип­пеля 2. рукоятки 3, вентиля для ацетилена 4, вентиля для кисло­рода 5, корпуса б, накидной гайки 7, смесительной камеры 8, наконечника 9 с мундштуком 10. Кислород и ацетилен подводят к горелке по шлангам, которые надевают на кислородный и ацетиленовый ниппели. Подачу газов регулируют кислородным и ацетиленовым вентилями. Внутри корпуса горелки находится инжек­тор 11, через центральное отверстие которого в смесительную камеру поступает кислород под избыточным давлением 0,1—0,4 МПа. Ацетилен в смесительную камеру поступает с наружной части инжектора за счет подсоса, который создает быстро истекающий из инжектора кислород. В смесительной камере кислород и ацетилен перемешиваются, и из мундштука истекает горючая смесь, которую на выходе поджигают.

Оборудование для кислородной резки. Резаки. Для кислородной резки с применением ацетилена используют оборудование для аце­тиленовой сварки, но вместо сварочной горелки применяют газо­вый резак, обычно инжекторного типа (рис. 6).

Кислород по рукаву, надетому на кислородный ниппель 1 поступает в резак. Часть кислорода, проходя вентиль 2 и инжектор 10, идет в смесительную камеру 9. Остальная часть кислорода (режущий кислород) направляется в головку 5 через вентиль 3 и трубку 4. Из головки резака режущий кислород проходит через центральный канал внутреннего мундштука 6 и поступает к месту реза. Ацетилен подводится в резак по рукаву, надетому на нип­пель 12. Затем ацетилен проходит через вентиль 11 и по пазам инжектора, находящимся на его наружной поверхности, поступает в смесительную камеру 9. Ацетилен в смесительную камеру под­сасывается кислородом, проходящим через центральное отверстие инжектора. В смесительной камере образуется горючая смесь, ко­торая проходит по трубке 8 в головку резака, откуда через кольцевой зазор между наружным мундштуком 7 и внутренним мундштуком 6 выходит наружу.