Особенности игольчатого крана

Игольчатый кран — запорная арматура, которая предназначена для тонкой регулировки потоков газа, жидкости, вязких сред. Отличается повышенной надёжностью, универсальностью применения, герметичностью, широким интервалом температур эксплуатации. Применяется в системах отопления, циркуляции, охлаждения.

Краткое описание

Игольчатый клапан используется для плавного открытия, дросселирования или запирания жидких, газовых или вязких транспортируемых веществ. За счёт конусообразной формы штока достигается точность подстройки под требуемые параметры. Срок эксплуатации — до 12 лет.

Они устанавливаются в тех случаях, когда требуется обеспечить высокую точность регулировки и предотвратить обратный отток рабочей среды. Конструкция запорной арматуры позволяет защитить магистрали от аварийных ситуаций, порывов. Прочность и точная подгонка деталей обеспечивают высокую надёжность конструкции, стойкость к повышенным нагрузкам.

Устройство и принцип работы

Вентиль игольчатый конструктивно состоит из следующих деталей:

• литого корпуса;
• штока с наконечником в виде конуса;
• рукоятки, закреплённой на штоке при помощи гайки;
• закручиваемой крышки на корпус;
• уплотнителей;
• винта регулировки.

Устройство и принцип работы: при повороте рукоятки против часовой стрелки, шток смещается вдоль своей оси по резьбе, нарезанной внутри корпуса, вверх, открывая проходное отверстие. При обратном вращении — поток перекрывается. За счёт конического концевика штока обеспечивается большая площадь контакта с седлом, поток регулируется плавно, точно.

Основное отличие игольчатого крана от других видов запорной арматуры заключается в выдерживании высокого давления, простоте регулировки, отсутствию обратного хода потока.

Внутри зигзагообразного канала внутри корпуса располагается седло, в которое входит концевик штока при повороте шпинделя по часовой стрелке. Игольчатый кран может иметь не только жёсткий наконечник, но и мягкий.

Для увеличения срока службы резьбы штока на его поверхность наносится специальное хромовое покрытие.

Управление краном может быть ручным либо механическим. Чтобы автоматизировать управление, достаточно шток подключить к электроприводу.

Характеристики

Производители выпускают игольчатые клапаны со следующими характеристиками:

• рабочее давление — от 10 до 40 МПа;
• интервал температур — от -60⁰С до +200⁰С;
• срок эксплуатации — до 15 лет;
• тип транспортируемых веществ — газообразные, жидкие;
• виды соединения — резьба, фланец, сварное, муфтовое;
• материал корпуса — нержавеющая или никелированная сталь, медь, латунь;
• диаметр проходного отверстия — 100–1800 мм;
• длина корпуса — 235–2800 мм.

Область применения

Вентили игольчатые нержавеющие или стальные применяются для следующих целей:

• в системах отопления с рабочим давлением теплоносителя до 10 МПа;
• регулировки подачи углекислого газа, пара, жидкости;
• дросселирования: в холодильных установках, в промышленности, где используется система охлаждения;
• контроля впуска или выпуска жидкости;
• вакуумных установках и откачных агрегатах.

Основными целями применения кранов игольчатых являются:

• регулирование давления перед манометрами для целей его контроля, измерения, проведения технического обслуживания, ремонта системы;
• создание ответвлений труб от центральной магистрали к потребителям, сохраняя рабочее давление, но сокращая поток перекачиваемой среды;
• выпуск воздуха из отопительных систем.

Основные сферы применения:

• пищевая;
• химическая;
• нефтяная;
• в коммунальном хозяйстве;
• системах газо- и теплоснабжения.

Преимущества и недостатки

Запорная арматура с игольчатым штоком обладает следующими преимуществами:

• стойкость к перепадам давления и температур;
• простота конструкции;
• плавная регулировка потока;
• высокий уровень герметичности;
• исключение гидроударов;
• перекачка различных сред, в том числе и вязких;
• прохождение потока только в одном направлении, за счёт чего не требуется монтаж обратного клапана;
• широкий интервал рабочих давлений.

Основные недостатки:

• высокое гидравлическое сопротивление проходящего через вентиль потока;
• большая длина, по сравнению с кранами других типов;
• невозможность работы при высоких давлениях с вязкими средами;
• необходимость очистки при перекачке жидкостей, содержащих мелкие частицы или грязь;
• сложность ремонта, полной замены вентиля.

Виды игольчатых вентилей

Клапаны запорные игольчатые по принципу работы бывают следующих видов:

• запорные, полностью перекрывающие поток;
• регулирующие, обеспечивающие точную регулировку прохождения рабочего вещества;
• балансировочные, применяются для перенаправления потоков между подсоединёнными ответвлениями труб, позволяющие изменять гидравлическое давление.

Запорный тип конструкций способен выдерживать экстремальные условия эксплуатации, однако срок их службы минимален. Из-за негативных факторов в них могут протекать коррозионные процессы. Их используют на магистральных каналах.

Регулирующие изделия устанавливаются на коммуникации с малыми или средними рабочими давлениями. Отличаются повышенной надёжностью, ремонтопригодностью.

Балансировочные используются в сложных коммуникациях со сложной разветвлённой сетью, где требуется сохранить баланс по давлению, объёму, скорости потока и температуре. Применяются в отопительных системах.

По типу герметизации:

• сильфонные, в которых в качестве герметика используется вакуум, отличаются надёжностью, долговечностью;
• сальниковые, применяется специальный уплотнитель, при этом расположение штока внутри вентиля не важно.

По конструктивному исполнению:

• проходной, устанавливаемый на прямом участке труб;
• угловой, используемый для соединения коммуникаций под определённым углом;
• тарельчатый, для систем с транспортируемой жидкостью под давлением до 340 бар, температурой до +60⁰С;
• прямоточный, для транспортировки вязких сред с минимальным гидравлическим сопротивлением.

По материалу корпуса:

• углеродистая сталь — рассчитана на давление 160-400 бар, температуру потока от -40⁰С до +200⁰С;
• нержавейка — применяется для газовых и жидких сред с температурой до +400⁰С;
• высокоуглеродистая сталь — давление среды от 16 до 40 МПа, температуры от -60⁰С до +200⁰С.

Как выбрать игольчатый вентиль

При выборе вентиля важно учитывать следующие критерии:

• особенности перекачиваемого вещества: вязкость, химическая активность, плотность;
• рабочее давление в коммуникациях;
• тип соединения с трубами;
• условия окружающей среды: температура, уровень влажности, наличие механических воздействий.

Рекомендации по выбору материала, из которого сделаны игольчатые краны:

• на участках коммуникаций с малым давлением, низкими техническими требованиями подойдут чугунные изделия;
• при необходимости обеспечения высокой стойкости к коррозии подойдёт арматура из бронзы;
• в отопительных системах выгодно устанавливать краны из жаропрочной CrMo стали, способной переносить гидроудары, механические воздействия, перепады температур;
• на магистралях применяют запорную арматуру из углеродистой или нержавеющей стали.

Рекомендации:

• для систем высокого давления подойдёт конструкции из углеродистой стали;
• при эксплуатации в неотапливаемых помещениях или при повышенной влажности лучше выбирать корпуса, изготовленные из нержавейки, никелированной стали, бронзы;
• приобретать следует изделия от известных производителей, чтобы все заявленные характеристики соответствовали реальным;
• нужно учитывать качество сборки, отсутствие люфтов штока, внешних повреждений, несоответствий размеров стандартам.

Материал корпуса должен соответствовать особенностям транспортируемой среды. Связано это с её химической активностью, окислительными свойствами, физическими параметрами.

Видео