✅ Как работает регулятор давления воздуха

Устройство и принцип работы регулятора давления

Регулятор давления газа или редукционный клапан предназначен для снижения давления в линии отводимой от основной и поддержании этого давления на постоянном уровне.
Регуляторы давления используют для поддержания давления, необходимого для работы пневматического, газового или другого оборудования.

Например, редукционные клапаны устанавливаются на баллоны с газом и позволяют настроить необходимое давление в линии отводимой к потребителю. Редукционные клапаны, установленные на баллонах часто называют редукторами давления, так как они редуцируют или снижают давление в отводимой линии (reduction — сокращение, уменьшение, снижение).

Устройство регулятора давления

Принципиальная схема регулятора давления показана на рисунке.

В корпусе клапана установлена пружина 1, поджатие который регулируется винтом 2. Пружина через мембрану 3 и толкатель 4 воздействует на седельный клапан 7, на который в противоположном направлении воздействует пружина 8.

Давление на выходе зависит от величины зазора между клапаном 7 и седлом 5, кроме того оно воздействующие на мембрану 3 через канал 6.

Представленный клапан имеет два канала входной и выходной, поэтому его называют двухлинейным.

Регулятор давления с фильтром

Это устройство совмещает в себе редукционный клапан и фильтр, который очищает сжатый воздух от примесей, частиц грязи, пыли. Подробнее об устройстве и принципе действия такого регулятора (РДФ) можно узнать здесь https://izpk.ru/reduktor-rdf-3-1-rdf-3-2.

Как работает регулятор давления?

В исходом состоянии газ поступает на вход клапана, протекает в зазоре между седлом и клапаном и поступает на выход. Величина зазора определяется степенью поджатия пружины, которое изменяется с помощью регулировочного винта. Получается, что давление на выходе зависит от давления на входе и величины зазора между клапаном 7 и седлом 5.

В случае, если давление на выходе вырастет, то под его воздействием мембрана переместится и сожмет пружину, которая, в свою очередь, переместит клапан 7, проходное сечение уменьшится. Потери давления на нем возрастут, что вызовет падение давление в отводимой линии до величины настройки.

Если давление на выходе регулятора упадет ниже установленной величины, давление с которым газ воздействует на мембрану уменьшится, в результате снизится поджатие пружины 1. Клапан 7 переместится и увеличит проходное сечение. Потери на нем снизятся, что вызовет рост давления в отводимой линии до величины настройки.

Как регулятор поддерживает давление на постоянном уровне

Получается, что величина давления в отводимой линии поддерживается на постоянном уровне, за счет изменения величины потерь на регуляторе. Регулятор настраивается с помощью регулировочного винта, который изменяет поджатие пружины 1, управляющее воздействие на клапан через мембрану оказывает давление газа из отводимой линии.

Давление на выходе регулятора определяется как разность между давлением на входе и величиной потерь давления на клапане.

Трехлинейный регулятор давления

Регулятор имеющий помимо входного и выходного каналов еще и дополнительный — для сброса воздуха при критическом повышении давления называют трехлинейным.

Конструкция этого регулятора отличается от конструкции двухлинейного наличием отверстия в мембране, которое открывается в случае если давление превысит критическую величину. В обычных условиях регулятор работает также как и двухлиненый.

Если давление на выходе возрастает до значения, достаточного чтобы переместить мембрану в крайнее верхнее положение и открыть канал сброса. Газ через этот канал отправляется в атмосферу. Давление в отводимой линии снижается до тех, пока усилия пружины не будет достаточно чтобы закрыть канал сброса.

Так как сброс избыточного давления осуществляется в атмосферу, трехлинейные регуляторы представленной конструкции используют для регулирования давления воздуха.

Таким образом, принцип действия регулятора давления газа, схож в принципом действия гидравлического редукционного клапана, показанном на видео.

Принцип работы регулятора давления

Конструкция регулятора изображена на рисунке.

Основным элементом регулятора давления является измерительная мембрана 4, закрепленная в корпусе 6. Жесткий центр мембраны 7 связан с одной стороны пружиной 1 с регулирующим винтом 8 и рукояткой 5, а с другой стороны штоком 3 с тарельчатым клапаном 9, поддерживаемым пружиной 2. Шток 3 имеет проточку, соединяющую выход редуктора с камерой В. Пружина 1 воздействует на мембрану 4 (изменение усилия воздействия производится рукояткой 5), а через неё и шток 3 на тарельчатый клапан 9 и поддерживающую пружину 2. Если усилие, создаваемое регулирующей пружиной 1 превышает усилие, создаваемое поддерживающей пружины 2, то клапан 9 отрывается от седла и пропускает сжатый воздух с входа регулятора на его выход. Тарельчатый клапан 9 будет открыт до тех пор, пока суммарное усилие создаваемое давлением в камере А на измерительную мембрану 4 (давление в камере А равно давлению на выходе регулятора), усилие поддерживающей пружины 2 и усилие поджатия тарельчатого клапана создаваемого давлением в камере В (давление в камере В равно давлению на выходе воздушного редуктора) не превысят усилия создаваемого регулирующей пружиной 1. Суммарное усилие, определяется выходным давлением и усилием поджимающей пружины 2, т.о. как только давление на выходе регулятора превышает настроенное, тарельчатый клапан 9 отсекает выход регулятора от его входа, тем самым препятствуя дальнейшему росту выходного давления. Когда (из-за потребления сжатого воздуха) давление на выходе регулятора падает, ниже настроенного, тарельчатый клапан 9 открывается и осуществляется поднятие давления до настроенного, т.о. и осуществляется поддержание настроенного давления.

Газовый редуктор

— устройство для понижения давления газа или газовой смеси, находящейся в какой-либо ёмкости (например в баллоне, или газопроводе), до рабочего и для автоматического поддержания этого давления постоянным, независимо от изменения давления газа в баллоне или газопроводе.

ГОСТ и маркировка

Согласно ГОСТ 13861-89 редукторы для газопламенной обработки классифицируются: По принципу действия: на редукторы прямого и обратного действия; По назначению и месту установки: баллонные (Б), рамповые (Р), сетевые (С); По роду редуцируемого газа: ацетиленовые (А), кислородные (К) пропан-бутановые (П), метановые (М); По числу ступеней редуцирования и способу задания рабочего давления: одноступенчатые с пружинным заданием давления (О), двухступенчатые с пружинным заданием давления (Д), одноступенчатые с пневматическим задатчиком давления (З). Редукторы отличаются друг от друга цветом окраски корпуса и присоединительными устройствами для крепления их к баллону. Редукторы, за исключением ацетиленовых, присоединяются накидными гайками, резьба которых соответствует резьбе штуцера вентиля. Ацетиленовые редукторы крепятся к баллонам хомутом с упорным винтом.

Основные параметры

Давление на входе — как правило, до 250 атмосфер для сжатых (несжижаемых) газов и 25 атмосфер для сжижаемых и растворенных газов. Давление на выходе — типовое 1-16 атм., хотя выпускаются и другие модификации. Расход газа — в зависимости от типа редуктора и его назначения, колеблется от нескольких десятков литров в час, до нескольких сот м?/час.

Принцип работы

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.

Рис.1 а — редуктор обратного действия, б — редуктор прямого действия

Редуктор обратного действия (рис. 1а)

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. 1, 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.
Типы газовых редукторов
Воздушный редуктор, или регулятор — используется на промышленных предприятиях для понижения давления воздуха и поддержания его постоянным в воздушных сетях и коммуникациях, а также в подводном плавании для понижения давления дыхательной смеси Кислородный редуктор — используется на разного рода предприятиях (особенно много в машиностроении и металлургии) для проведения автогенных работ (газовой сварки, резки и пайки), а также в медицине и подводном плавании.
Пропановый редуктор
— используется на разного рода предприятиях (особенно много в машиностроении и металлургии) для проведения автогенных работ (резки, пайки и подогрева) при строительстве (для укладки битумных покрытий) или в быту (газовые плиты). Бывают с постоянно заданным рабочим давлением (устанавливается на заводе-изготовителе) и с возможностью регулировки давления в диапазоне 0-3 кгс/см2. Ацетиленовый редуктор — используется на разного рода предприятиях (особенно много в коммунальных хозяйствах) для газовой сварки и резки трубопроводов. В целом газовые редукторы делятся на редукторы для горючих и негорючих газов.

Редукторы для горючих газов

(метан, водород и т. д.) имеют левую резьбу, чтобы предотвратить случайное подсоединение редуктора, работавшего с горючими газами, к кислородному баллону. Баллоны с инертными газами (гелий, азот, аргон и др.) имеют правую резьбу, как и баллоны с кислородом. Таким образом, для инертных газов могут использоваться кислородные редукторы.
Кроме того, редуктор может выполнять роль клапана сброса давления.
В английском языке редукторы такого типа называются back pressure regulators, в отличие от обычных pressure regulators. Использование редукторов и клапанов сброса давления может быть совместным, в этом случае редуктор устанавливается на входе в систему и регулирует приток газа, тогда как клапан устанавливается на выходе и при необходимости обеспечивает сброс излишнего давления, что повышает общую стабильность системы.

По материалам сайта Википедия..

Назначение и место регулятора давления пневмосистемы

На отечественных и зарубежных грузовых автомобилях широко используется пневматическая тормозная система, которая также снабжает сжатым воздухом и ряд других узлов и агрегатов — систему управления самосвальной платформой, сцепление, звуковой сигнал и т.д. Все эти компоненты построены таким образом, что нормально работают они только в определенном диапазоне давлений, и если давление выйдет за пределы этого диапазона (станет больше или меньше), то их работа станет невозможной. А излишнее повышение давления и вовсе чревато поломками.

Поэтому пневматическая система грузовых автомобилей должна иметь компонент, который обеспечивал бы постоянное поддержание давления воздуха в пределах рабочего диапазона. Решает эту задачу простой по устройству и принципу работу узел — регулятор давления. Регулятор давления выполняет три функции:

Отключает компрессор от пневматической системы в случае, если давление в ней достигает максимально допустимой величины;
Подключает компрессор к пневматической системе в случае, если давление в ней падает ниже минимально допустимой величины;
Защищает пневматическую систему от чрезмерного роста давления в случае, если по тем или иным причинам компрессор не был отключен при достижении максимально допустимого давления (производит аварийный сброс давления).

В большинстве отечественных грузовых автомобилей и автобусов диапазон давлений следующий:

Минимальное рабочее давление, при котором происходит подключение компрессора к пневмосистеме — 600-650 кПа (6-6,5 атмосфер);
Максимальное рабочее давление, при котором происходит отключение компрессора от пневмосистемы — 730-800 кПа (7,3-8 атмосфер);
Максимально допустимое давление, при котором производится сброс давления — 1000-1300 кПа (10-13 атмосфер).

Регулятор давления — важная деталь пневматической системы любого грузовика, регулятор в принципе делает возможной работу пневматики и защищает ее от поломок, но при этом имеет довольно простую конструкцию и принцип работы.

Редуктор на РСР пневматике — зачем он нужен, принцип и схема работы.

Что такое PCP пневматика

Что мы знаем о редукторах в пневматике? Попробуем разобраться. Сокращение с английского — Pre-Charge Pneumatics

— т.е. система с предварительным нагнетанием газа в резервуар пневматического оружия.

Редуктор на РСР пневматике — зачем он нужен, принцип и схема работы

РСР пневматика (по-русски ПЦП пневматика)

— это оружие обеспечивающее стрельбу за счёт расходования воздуха находящегося под высоким давлением в некоем резервуаре, являющимся составляющим узлом этого оружия.

Давление в резервуаре около 200 атм. Бывают варианты с большим предельным давлением, около 300 атм. Воздух в резервуар нагнетается при помощи насоса высокого давления или с помощью предварительно заправленного баллона. Также в качестве рабочего тела может применяться гелий, из-за его лучшей сжимаемости и большей скорости звука в нём. В некоторых исключительных случаях, источником воздуха может являться внешний баллон с воздухом, подсоединяемый посредством шланга высокого давления. В РСР пневматике применяются редукторы обратного действия

— с возрастающей характеристикой, то есть с уменьшением давления газа в баллоне (резервуаре пневматического оружия), рабочее давление повышается.

Итак мы знаем, что редукторы в ПСП нужны для повышения давления воздуха, если воздух этот постепенно уменьшается в самом резервуаре, а значит давление его становится меньше. Чтобы компенсировать эту потерю давления в баллоне-резервуаре и применяются редукторы. В этом и состоит их основное предназначение.

В зависимости от объёма резервуара, из винтовок PCP можно произвести около 30-80 и более выстрелов с одной заправки. Винтовки с предварительной накачкой, равно как и мульти-компрессионные, характеризует слабая отдача. Это позволяет использовать на этом оружии практически любые оптические прицелы без опасений разбить их.

По сравнению с пружинно-поршневой (ППП) пневматикой, РСР — пневматика может обеспечить более высокие скорости, мощность и повторяемость выстрелов. Позволяет корректировать скорость в широких пределах. Кроме того сам процесс стрельбы более комфортен из-за практического отсутствия отдачи оружия. К сожалению, из достоинств вытекают и некоторые недостатки.

Во-первых: РСР оружие не является само по себе автономным, и для обеспечения стрельбы требует наличия источника сжатого воздуха.

Во-вторых: для эксплуатации РСР оружия требуется более широкие технические навыки пользователя, либо желательно наличие в относительной досягаемости сервисной мастерской либо человека разбирающегося в этом вопросе.

Но, несмотря на всё, РСР пневматика с каждым годом завоёвывает всё больше поклонников. Появившись как вид оружия ещё в 18 веке, только в конце 20 века она начала широко распространяться по миру. В России первые образцы такого оружия появились лишь в последнее десятилетие, а в последние годы становятся всё более доступными, благодаря расширению ассортимента магазинов пневматики, и появлению новых отечественных производителей.

РСР-винтовки делятся на 2 вида: 1. Прямоточные 2. Редукторные

Прямоточные В прямоточных винтовках воздух из резервуара, дозированный клапаном, попадает в ствол и толкает пулю. Постепенное снижение давления в резервуаре винтовки, происходящее в течение серии выстрелов, снижает скорость полёта пули, траектория полёта пули становится менее настильной, а значит снижается кучность. Это особенно заметно на длинных сериях выстрелов. Для контроля скорости пули прямоточные винтовки оборудуют манометром. Тем не менее, для практических применений — таких, как охота, уничтожение вредителей, где не требуется большое количество выстрелов, прямоточные винтовки используются широко.

Редукторные Редукторные винтовки имеют более сложную конструкцию, они обычно дороже. Редуктор обеспечивает стабильное давление воздуха, который затем через боевой клапан винтовки поступает в ствол и толкает пулю. Давление воздуха, пропускаемое редуктором, (заредукторное) определяется настройкой редуктора. Оно всегда ниже, чем давление в резервуаре винтовки (предредукторное). Снижение давления в резервуаре не отражается на скорости пули до тех пор, пока давление в резервуаре выше, чем настроенное заредукторное. После снижения давления в резервуаре редукторная винтовка начинает работать как прямоточная. Для стабильной спортивной стрельбы сериями, рекомендуют, как правило, редукторные винтовки. Редуктор в пневматике как раз и нужен будет, когда воздуха в баллоне станет меньше начального уровня, а скорость вылета пули нужно сохранять постоянной.

Стабильность скоростей в редукторных винтовках выше, соответственно выше кучность. Расход воздуха и мощность в редукторных винтовках, как правило, ниже чем в прямоточных. При закачке газа из баллона может использоваться не только воздух. Использование газов с более высокой скоростью звука позволяет поднять мощность выстрела. Например, как уже было отмечено выше, в качестве рабочего тела может применяться гелий.

Но, НИ В КОЕМ СЛУЧАЕ НЕЛЬЗЯ (!!!) заправлять РСР пневматику кислородом. Дело в том, что кислород, контактируя с оружейной смазкой, имеет свойство воспламеняться, а при условии, что давление в резервуаре очень большое, то последствия могут быть весьма плачевными…

Не заправляйте резервуар ПСП пневматики кислородом (можно только воздухом, или СО2 — в зависимости от модели оружия. Редуктор в пневматическом оружии не может работать с кислородом, есть большая вероятность взрыва и разрыва редуктора пневматики. Смотрите картинку, взятую из зарубежных изданий, освещающих работу пневматики — это результат заправки РСР-винтовки кислородом.

Что такое редуктор в PCP и зачем он нужен?

Оружие, которое использует для своей работы воздух, отличается надежностью и простотой всех систем. Также такие модели оружия имеют отличную кучность и точность за счет минимального уровня отдачи. Рассмотрим особенности РСР оружия более подробно.

Пневматические винтовки, которые основаны на принципе предварительной накачки, разделяются на два подвида. Первый – это прямоточные винтовки, в которых воздух необходимый для выстрела дозируется специальным клапанном. Основным способом контроля воздуха в таком оружии является специальный манометр, который позволяет стрелку рассчитывать приблизительное количество оставшихся выстрелов. Второй подвид пневматики использует более сложные устройства. Ведь именно использование редуктора позволяет производить более стабильную стрельбу. Функция редуктора – обеспечение стабильного давления воздуха перед каждым выстрелом. Редуктор устанавливается перед боевым клапанном. Использование редуктора дает возможность изменять давление воздуха, что позволяет, как увеличивать, так и уменьшать мощность каждого выстрела. Стоит отметить и конструктивную особенность данного устройства, ведь скорость пули не начнет уменьшаться до тех пор, пока давление в общем резервуаре не станет меньше, нежели заранее настроенное давление внутри редуктора. Оружие, которое оборудовано таким устройством, имеет более высокую стоимость.

Стоит отметить, что редукторные системы обладают меньшим расходом воздуха, нежили прямоточные. Это позволяет производить до 150 полноценных выстрелов с одной заправки баллона воздухом. Кстати, резервуары для хранения воздуха находятся чаще всего под стволом или в прикладе. Помимо воздуха иногда используется газ. Благодаря химическим особенностям объем газа, накачиваемого в резервуар, может быть значительно больше относительно воздуха. Давление воздуха, независимо от объема резервуара обычно составляет не менее 200 атм.

Особенностью такого оружия является не только возможность сохранения скорости пули перед каждым выстрелом, чем собственно и занимается редукторная система), но и использование любых оптических прицелов без каких либо повреждений. Ведь такие пневматические винтовки имеют минимальный уровень отдачи. Поэтому пневматические винтовки, с предварительной накачкой оборудованные редуктором, имеют спрос среди опытных стрелков, спортсменов и охотников.

Принцип работы редуктора в пневматическом оружии

Чтобы понять, зачем нужен редуктор в PCP-винтовке, давайте сначала разберем работу винтовки без редуктора.

На рис.1 приведен простейший механизм: Когда на винтовке взводится курок, ударник оттягивается назад на определенное расстояние, пока не зафиксируется шепталом

(на рисунке не показано). Это расстояние называется ход ударника. После нажатия на спуск, ударник освобождается и устремляется вперед, ударяя по штоку боевого клапана. Клапан приоткрывается, в результате сжатый воздух через перепускной канал попадает в ствол. Интервал, в течение которого клапан остается открытым, называется временем открытия клапана, измеряется в миллисекундах. Поскольку в процессе стрельбы давление в резервуаре уменьшается, уменьшается и давление на боевой клапан, увеличивая этот интервал. И чем больше этот интервал возрастает, тем большее количество воздуха с меньшим давлением поступает в ствол. Как следствие, скорость вылета пуль увеличивается. На рис.2 мы видим типичное повышение скорости в зависимости от числа выстрелов для винтовки без редуктора.

На графике хорошо виден пологий участок, называемый также плато (the heart of the fill). Большинство счастливых обладателей PCP-винтовок (часто это именно дорогие спортивные винтовки) экспериментально находят этот участок и используют его для наиболее точной стрельбы. Для этого винтовку заправляют сжатым воздухом по максимуму и расстреливают хронограф, пока не надоест. При этом каждый выстрел тщательно нумеруется, скорость его заносится в специальную таблицу, а потом эти импортные перцы еще и график строят, благо им заняться больше нечем. Давление в конце теста также фиксируется, затем находится разность начального и конечного давлений, и наконец, вычисляется среднее падение давления в резервуаре на один выстрел путем деления этой разности на количество выстрелов. В дальнейшем винтовку заправляют строго до того давления, где начинается пологий участок, и стреляют, пока он не кончится. Участок, а не газ. А вот чтобы расширить этот участок в строну более сильного давления и улучшить повторяемость выстрелов, применяется РЕДУКТОР!

Что из себя представляет редуктор?

Редукторы бывают разных форм и размеров, их конструкции варьируются от производителя к производителю, но на результат это почему-то не влияет. Редуктор — это хитрый клапан. Возможно, одним из самых простых регуляторов давления является боевой клапан, примененный в линейке винтовок «Titan» и «Falcon». Некая область вокруг пластикового боевого клапана имеет определенный зазор, который ограничивает объем расхода воздуха, что позволяет оружию сохранять неплохую стабильность в большом диапазоне изменения давления — до нескольких сотен фунтов на дюйм! То есть, задача заключается не в том, чтобы предоставить давлению разогнать пулю настолько, насколько позволяет данный объем. Задача редуктора — поддерживать постоянное выходное давление при переменном входном. Редуктор не занимается регулированием струи воздуха, его задача — регулировать давление в камере боевого клапана. Одни редукторы характеризуются большим запаздыванием, другие обладают почти мгновенным действием. Как указывалось ранее, одного давления недостаточно, чтобы выполнить работу по разгону пули, требуется определенный объем газа, чтобы разогнать пулю до нужной скорости ( E=PV; A=интеграл P(V)dV ). Следовательно, хорошая система регулировки давления должна включать в себя накопительную камеру достаточного объема.

Как работает редуктор?

Так что же такое редуктор, и для чего он применяется? Мы уже писали выше, что пневматика с редуктором пользуется спросом в первую очередь у спортсменов. Правилами Международной Федерацией стрелкового спорта ISSF точно определено, что участвовать на соревнованиях любого ранга разрешено только с пневматическим оружием, работающими с предварительной накачкой (PCP-пневматикой, а значит и с пневматикой редукторного типа — оснащенной РЕДУКТОРОМ. Большинство производителей редукторов не желают раскрывать секреты своих конструкций. Однако известно, что большинство из них базируют свои разработки на основе оборудования для аквалангов, внося лишь небольшие изменения для нужд пневматики. Не желая с ними связываться, а также для иллюстрации предыдущей мысли приводим схему, взятую из руководства для аквалангистов, являющуюся явным предком современных разработок. Руководство датировано 1975 годом. Конструкция называется «Саморегулирующийся клапан со сквозным каналом (в поршне)».

Сжатый воздух поступает в редуктор из резервуара, проходит сквозь канал в поршне и попадает в камеру боевого клапана. Поскольку давление возрастает, увеличивается и сила, действующая на широкий конец поршня (предполагается, что за поршнем со стороны пружины атмосферное давление). По мере возрастания этого усилия, поршень начинает сжимать пружину. Процесс продолжается до тех пор, пока полый шток поршня не упрется в тефлоновое седло и не перекроет поток воздуха. В процессе выстрела давление в боевой камере резко падает, пружина отталкивает поршень, открывая проход сжатому воздуху из резервуара. Далее цикл повторяется. Давление в боевой камере определяется диаметром поршня и силой пружины (если диаметр полого штока достаточно мал). Эти параметры варьируются у различных производителей и практически не повторяются. Однако, доступны несколько регуляторов, использующих именно эту базовую конструкцию.

Обычно от редуктора требуется, чтобы он удерживал давление, соответствующее середине плато, чтобы минимизировать отклонения в скорости пуль. Но так бывает не всегда. Некоторые стрелки из пневматики хотят стрелять именно тяжелыми пулями с максимально возможными скоростями, выжимая из своей несчастного пневматического оружия всё, на что она способна. Естественно, для этого требуются некоторые корректировки, как то — удлинение хода ударника, увеличение диаметра перепусков, увеличение жесткости пружины ударника, замена боевого клапана и его пружины — всё это может серьезно поднять мощность вашей пневматической винтовки. Однако, не стоит забывать, что PCP — система ДИНАМИЧЕСКАЯ, т.е все эти факторы должны быть сбалансированы, т.к. все они влияют друг на друга. Вывод — если вы плохо знакомы с принципами функционирования этих устройств, оставьте регулировку и модификацию оружейному мастеру, и то, если он владеет знаниями регулировки редукторов.

За и против редуктора

Итак, редукторы увеличивают количество правильных выстрелов с одной заправки и улучшают их повторяемость. Для участия в соревнованиях наличие редуктора является необходимым (согласно Международным Правилам стрелкового спорта ISSF). Преимуществом редукторов является их высокая надежность. Время, когда редукторы отказывали в работе давно прошло. Современные производители спортивного оружия научились делать редукторы высокого класса, работающие, как часы и практически — безотказные. Да и как без них обойтись — без редукторов? Ведь для стабильной стрельбы, особенно спортивной, состоящей из многих серий по 10 выстрелов, так называемых — спортивных упражнений, настоятельно рекомендуются (а другие — нередукторные, и не допускаются к использованию в стрелковом спорте), как правило, редукторные винтовки. Редуктор как раз и служит, чтобы обеспечить стабильную работу механизма, обеспечивающего точный выпуск порции воздуха от выстрела к выстрелу. Во время стрельбы воздух в резервуаре-баллоне становится все меньше и меньше, а скорость вылета пули нужно сохранять постоянной от выстрела к выстрелу, на протяжении всей стрельбы, чтобы СТП — средняя точка попадания не понижалась, а была точно там, куда и пристрелял винтовку или пистолет стрелок.

Кроме того, качество их работы сильно зависит от состояния резиновых уплотнительных колец. Со временем резина пересыхает и трескается, кольца изнашиваются из-за трения о стенки устройства и т.д. В общем, через определенный период времени или через столько-то выстрелов потребуется ремонт, что сильно огорчит стрелка, если это вдруг случится во время финала на соревнованиях. Для спортсменов и стрелков любителей рекомендована ежегодная процедура проверки и замены этих колец, благо они недороги, а поддержка редуктора в рабочем состоянии в основном этим и ограничивается.

Редуктор в РСР оружии. Что, где, зачем

Если сравнивать пневматику пружинно-поршневую и пневматическое оружие РСР, скажем прямо — РСР комфортнее из-за практически полного отсутствия отдачи, у него большая мощность, повторяемость и скорость выстрелов. Однако существует и «оборотная сторона медали» — необходимость в источнике сжатого воздуха, чтобы обеспечить стрельбу из РСР винтовки. И ещё одно — владелец РСР оружия должен обладать определёнными техническими навыками, ведь чем сложнее механизм оружия, тем больше проблем с обслуживанием. (Впрочем, все они вполне решаемы — либо самостоятельно, либо в сервисной мастерской).

Многих владельцев РСР винтовок волнует вопрос о необходимости наличия редуктора. Редуктор

(стабилизатор давления) — устройство в пневматике PCP, способствующее регуляции давления воздуха (перед выходом воздуха в ствол оружия). Наличие редуктора обеспечивает большое количество выстрелов с одинаковой мощностью, это происходит благодаря тому, что давление в накопителе выравнивается до постоянной величины. Что, в свою очередь, способствует увеличению как точности, так и кучности выстрелов. У разных производителей конструкции и размеры редукторов, конечно, варьируются. Однако на результат это практически не влияет. Причём большинство производителей, вполне естественно, не хотят раскрывать секреты конструкции своих редукторов. Тем не менее, широко известно, что все разработки (с небольшими изменениями) проводятся на основе оборудования аквалангов. Но всегда ли так уж необходимо подобное устройство?

Чтобы участвовать в соревнованиях в стрельбе из пневматики — безусловно. А вообще среди аирганеров-любителей голоса «за» и «против» наличия редуктора разделились примерно поровну. Та половина, которая «против», аргументирует свою позицию тем, что для любительской стрельбы по мишеням и банкам при давлении менее 200 атм. редуктор ни к чему. И еще заявляют о не слишком-то высокой надёжности устройства, поскольку работа редуктора в значительной степени зависит от уплотнительных колец из резины. Они изнашиваются, материал (резина) имеет свойство трескаться от пересыхания. Но и это касаемо только «несерьезной» пневматики, китайского или нефирменного производства. Когда-то да, редукторы отказывали в работе, но это время у известных фирм, давно прошло. Современные производители спортивного оружия (Walther, Steyr, Anschutz, Feinwerkbau, Rohm, и др.) научились делать редукторы высокого класса, работающие, как часы и практически — безотказные.

Источник: в статье использованы материалы сайта https://oagc.ru
27 Марта 2013

Устройство и принцип работы регулятора давления

Существует множество конструкций регуляторов давлений, однако все они построены по единым принципам и работают одинаково. Если говорить кратко, то регулятор давления — это система клапанов, которые осуществляют включение и отключение компрессора от пневмосистемы, а также производят аварийный сброс давления.

Обычно в регуляторе давления предусмотрено четыре клапана:

Впускной и выпускной клапаны — обеспечивают включение и отключение компрессора к пневматической системе, данные клапаны управляются системой из уравновешивающего поршня и уравновешивающей пружины, расположенной в специальном кожухе;
Разгрузочный клапан — наравне с уравновешивающим поршнем и пружиной обеспечивает управление впускным и выпускным клапанами, а также выполняет функции предохранительного клапана, сбрасывающего излишнее давление;
Обратный клапан — предотвращает утечку воздуха из ресиверов и пневматической системы при отключении от нее компрессора.

В различных моделях регуляторов количество и функции клапанов могут отличаться. Так, в некоторых регуляторах, используемых на автомобилях ЗИЛ, присутствуют только впускной и выпускной клапаны (которые также берут на себя роль обратного клапана), а разгрузочный клапан служит только для управления регулятором, но не выполняет функции предохранительного клапана. Однако чаще используются регуляторы давления, в которых присутствуют все четыре описанных выше клапана.

Работа регулятора давления в общем случае сводится к следующему. При давлении в пневмосистеме, лежащем в пределах нормы, клапаны открыты таким образом, что воздух от компрессора свободно поступает в ресиверы и дальше — к потребителям. В момент, когда давление становится слишком высоким, впускной и выпускной клапаны под действием разгрузочного клапана, а также уравновешивающего поршня и пружины, изменяют путь воздуха от компрессора — отключают его от пневмосистемы и направляют в атмосферу. В этот момент обратный клапан закрывается, не допуская утечку сжатого воздуха их ресиверов и понижения давления в системе. Если же давление в системе падает ниже нормы, то впускной и выпускной клапаны открываются таким образом, что вновь направляют воздух от компрессора в ресиверы.

Устройство и схема реле

Реле компрессора делятся на два типа: нормально разомкнутые и нормально замкнутые. Первые включают компрессор при превышении давления воздуха, а вторые — при понижении давления ниже определенного уровня.

В качестве исполнительного элемента реле давления выступают пружины, чья сила сжатия меняется через специальный винт. Обычно силу сжатия пружин устанавливают на отметке до 6 атмосфер, что указано в инструкции пользователя. Так как жесткость и гибкость элементов пружинного типа зависят от температуры окружающей среды, то все конструкции прессостатов для компрессора рассчитывают на работу в диапазоне от -5 до +80 градусов.

Два обязательных подузла такого реле: разгрузочный клапан и выключатель механического типа. Первый подключается к воздухопроводящей магистрали, расположенной между ресивером и компрессором. С его помощью ведется управление электродвигателем. При отключении компрессорного привода такой клапан сбросит 2 атмосферы сжатого воздуха в окружающую среду, разгружая от избытка усилия подвижные элементы компрессора. Данное усилие нужно развить при повторном включении компрессора. За счет этого предотвращается перегруз двигателя по предельному крутящему моменту. При запуске разгруженного двигателя клапан запирается без излишней нагрузки на привод.

Особенности прессостата

У механического выключателя имеется функция «stand by». За счет нее предотвращается случайный пуск двигателя. При нажатии кнопки привод включается, и компрессор работает автоматически. В момент отключения двигатель компрессора не начнет работу даже при наличии незначительного количества атмосфер в пневмосети напорного типа.

Повышение безопасности работ обеспечивается за счет оснащения промышленных конструкций реле давления предохранителем в виде клапана. Он очень полезен при неожиданной остановке двигателя, неисправности поршня или другой аварийной ситуации.

Иногда корпус прессостата имеет внутри тепловое реле для проверки силы тока в первичной сети. Если этот параметр начинает расти, то для предотвращения перегрева и следующего за ним пробоя в обмотках такое реле отключит двигатель.

Типы и применимость регуляторов давления

Все регуляторы давления можно условно разделить на три категории по типу используемых в них клапанов:

Регуляторы с тарельчатыми клапанами;
Регуляторы с шариковыми клапанами;
Регуляторы с клапанами обоих типов.

На сегодняшний день применение находят все типы регуляторов, однако наибольшее распространение получили регуляторы, в которых используются комбинация из шариковых и тарельчатых клапанов. Обычно, шариковыми выполняются впускной и выпускной клапаны, а тарельчатыми — разгрузочный и обратный клапаны.

Также все регуляторы можно разделить на две большие группы:

Регуляторы, допускающие установку шумоглушителя;
Регуляторы без шумоглушителя.

Сегодня распространены регуляторы первого типа, причем многие из них поступают в продажу уже с установленным шумоглушителем. Благодаря простоте устройства и доступности шумоглушителя, оборудованные им регуляторы практически не отличаются по цене от простых регуляторов.

Большое преимущество регуляторов давления заключается в их универсальности. Один и тот же регулятор с одинаковым успехом может применяться практически на всех моделях отечественных грузовиков и автобусов — ЗИЛ, КрАЗ, КАМАЗ, МАЗ, «Урал», ЛиАЗ, ПААЗ и т.д. Однако при установке регулятора на конкретный автомобиль нередко приходится производить некоторые регулировки, что не доставляет проблем опытным водителям.

Регулировки и основные неисправности регулятора давления

Для обеспечения нормальной работы пневматической системы регулятор давления необходимо регулировать, причем эта может производиться несколько раз — при ремонте или установке нового регулятора, при замене отдельных узлов и агрегатов пневмосистемы, при нарушении работы регулятора по тем или иным причинам, и т.д.

Большинство регуляторов давления имеют две регулировки:

Установка минимального рабочего давления (то есть, давление включения регулятора) — производится с помощью выведенного наружу болта, который упирается в чашку уравновешивающей пружины. При закручивании болта пружина сжимается, поэтому минимальное давление, при котором происходит включение регулятора, повышается, при выкручивании болта давление, напротив, снижается. В некоторых моделях регуляторов установка минимального давления включения производится с помощью регулировочного колпака, который накрывает пружину;
Установка максимального рабочего давления (то есть, давление отключения регулятора) — производится различными способами в зависимости от модели регулятора. Обычно регулировка заключается в изменении количества прокладок, уложенных между седлами впускного и выпускного клапана, либо под пружиной разгрузочного клапана.

Регулировка производится по рекомендациям производителя автомобиля, контроль диапазонов давления осуществляется по манометру на приборной панели. Также необходимо оценивать периодичность, с которой компрессор подключается и отключается от пневматической системы (каждое отключение проявляется характерным шипением воздуха).

С течением времени в регуляторе давления могут возникать неисправности, наиболее часто встречаются следующие проблемы:

Износ клапанов;
Засорение каналов;
Засорение фильтров;
Проседание или поломка пружин;
Поломка различных компонентов регулятора.

Все неисправности так или иначе проявляются ухудшением работы регулятора, изменением диапазона рабочих давлений с невозможностью их регулировки, или полным выходом из строя этого узла, а вместе с ним — и неработоспособность пневматической системы. Определить поломку можно только после снятия и разборки регулятора давления. В случае засорения каналов или фильтров регулятор можно легко привести в рабочее состояние, однако в случае износа и поломок деталей проще приобрести и установить новый регулятор.

Для обеспечения надежной работы пневматической системы автомобиля следует периодически проверять регулятор давления, а в случае необходимости — производить установку границ диапазона рабочего давления. В этом случае пневматические системы автомобиля будут работать долго и надежно, обеспечивая необходимые эксплуатационные характеристики и безопасность.

Регулировка и пусконаладочный процесс

На заводе-изготовителе проводят настройку и регулировку устройства. Типовые значения — это 2,8 атм. для верхнего предела и 1,4 для нижнего. Однако иногда возникают ситуации, в которых необходимо регулировать прибор самостоятельно:

Настройка после частичного или полного ремонта.
Специфические требования устройств — потребителей.
Установка реле, первоначально не предназначенного для работы c данным компрессором.

Перед тем, как приступить к регулировке, следует внимательно изучить параметры всех сопрягаемых устройств по их паспортам. Паспортные данные должны соответствовать цифрам, выбитым или отгравированным на табличке, закрепленной на корпусе агрегата.

Главный показатель- это максимальное давление, на которое рассчитан компрессор. Значение, при котором будет срабатывать прессостат, должно быть меньше этого максимума на 0,4-0,5 атм. В реальных условиях работы аппарата, учитывая нестабильность напряжения, потери в уплотнениях, степень износа поршневой группы, это давление может не быть достигнуто. Тогда прессостат не отключит мотор, компрессор будет непрерывно работать, перегреваться и изнашиваться.

Определившись со значениями параметров, можно приступать к регулировке. Для этого необходимо:

Снять кожух.
Станут доступны две гайки- побольше и поменьше. Это и есть органы регулировки. На корпусе рядом выгравированы стрелки, показывающие направление вращения для увеличения и для снижения параметра соответственно.
Большая гайка задает значение, при котором отключается электромотор. При вращении по часовой стрелке значение увеличивается, в обратную сторону- снижается. Она обозначена значком Р (Pressure)
Меньшая гайка устанавливает разницу давления включения двигателя по сравнению с значением для отключения. Она обозначается ΔР.

Перед тем, как начать настройку, следует наполнить резервуар не менее чем на 2/3. Последовательность действий следующая:

Отключить агрегат от сети.
Настроить значения Р и ΔР, вращая регулировочные гайки.
Устанавливаемые значения следует контролировать по манометру.

Ряд изготовителей размещают органы настройки снаружи корпуса устройства. Это повышает удобство регулировки, но одновременно повышает риск сбить настройки случайным касанием.

Устройство и принцип работы блока автоматики

Для поддержания давления в ресивере на определенном уровне, большинство воздушных компрессоров имеют блок автоматики, прессостат.

Данный элемент оборудования включает и отключает двигатель в нужный момент, не допуская превышения уровня сжатия в накопительной емкости или слишком низкого его значения.

Реле давления для компрессора представляет собой блок, содержащий следующие элементы.

Клеммы. Предназначены для подключения к реле электрических кабелей.
Пружины. Установлены на регулировочных винтах. От силы их сжатия зависит уровень давления в ресивере.
Мембрана. Установлена под пружиной и сжимает ее под действием сжатого воздуха.
Кнопка включения. Предназначена для запуска и принудительной остановки агрегата.
Фланцы соединения. Их количество может быть от 1 до 3. Предназначены фланцы для подсоединения реле включения компрессора к ресиверу, а также для подсоединения к ним предохранительного клапана с манометром.

Виды прессостатных устройств

Выпускается два основных варианта прибора. Пневмомеханическая часть у них идентична, различие определяется в способе замыкания контактов при движении штока:

Нормально замкнутые (НЗ). применяется при прямом управлении цепью двигателя малой и средней мощности.
Нормально разомкнутые (НР). Движение штока замыкает контакты при достижении предельного давления. Обратное движение размыкает их при его снижении. Контакты используются для управления более мощным реле, запускающим и останавливающим электромотор. Схема получается более сложной, но снижается нагрузка на контакты прессостата, увеличивается ресурс.

При замене реле нужно внимательно проверить, чтобы его вид соответствовал электрической схеме компрессора. его тип.

Схемы подключения прессостата к компрессору

Подключение реле, контролирующего степень сжатия воздуха, можно разделить на 2 части: электрическое подключение реле к агрегату и подсоединение реле к компрессору через соединительные фланцы. В зависимости от того, какой двигатель установлен в компрессоре, на 220 В или на 380 В, существуют разные схемы подключения прессостата. Руководствуюсь этими схемами, при условии наличия определённых знаний в электротехнике, можно подключить данное реле своими руками.

Подключение реле к сети 380 В

Чтобы подключить автоматику к компрессору, работающему от сети 380 В, используют магнитный пускатель. Ниже приведена схема подключения автоматики к трем фазам.

На схеме автоматический выключатель обозначен буквами “АВ”, а магнитный пускатель – “КМ”. Из данной схемы можно понять, что реле настроено на давление включения 3 атм. и отключения – 10 атм.

Подключение прессостата к сети 220 В

К однофазной сети реле подключается по схемам, приведенным далее.

На данных схемах указаны различные модели прессостатов серии РДК, которые можно таким способом подключить к электрической части компрессора.

Подсоединение прессостата к агрегату

Подключить реле давления к компрессору довольно просто.

Накрутите на патрубок ресивера прессостат, использовав его центральное отверстие с резьбой. Для лучшей герметизации резьбы рекомендуется использовать фум-ленту или жидкий герметик. Также реле может подсоединяться к ресиверу через редуктор.
Подсоедините к самому маленькому выходу из реле, если он имеется, разгрузочный клапан.
К остальным выходам из реле можно подключить либо манометр, либо предохранительный клапан сброса. Последний устанавливается в обязательном порядке. Если же манометр не требуется, то свободный выход прессостата необходимо заглушить металлической пробкой.
Далее, к контактам датчика подсоединяются провода от электросети и от двигателя.

После того, как полное подключение прессостата будет завершено, необходимо настроить его на правильную работу.

Установка реле и вспомогательных элементов

Кроме базовых компонентов, устройства часто комплектуются дополнительными приспособлениями, повышающими удобство работы или расширяющими функциональность аппарата.

Их устанавливают на фланцевые соединения, чаще всего — 1/4”

Подключение реле давления к компрессору осуществляется так:

Привинтить входящий патрубок к патрубку резервуара.
Подключить к фланцам прибора манометр, разгрузочный и предохранительный клапаны.
Закрыть заглушками неиспользуемые отверстия.
Подсоединить электрический разъем реле к электромотору.

Электромоторы малой мощности подключаются напрямую, более мощные потребуют применения пускателя. Конструкция реле давления должна соответствовать мощности двигателя.