Игольчатые краны или клапаны ставят, чтобы точно отрегулировать рабочую среду. Они предотвращают обратный отток, обеспечивают защиту магистралей от поломок. Игольчатые краны часто встречаются в быту и используются в промышленности.
Принцип действия и из чего состоит
Содержание статьи
Игольчатый клапан – один из базовых элементов трубопровода, обеспечивающий постепенное запирание или открытие потока среды, ее дросселирования. Работает с жидкостями или газом. Устройство игольчатого крана направлено на надежную, безопасную регулировку потока веществ. Выполнение функций обеспечивают следующие элементы:
- шток с коническим наконечником;
- рукоятка, соединенная со штоком;
- уплотнители;
- отлитый из металла корпус;
- крышка, закрепляемая на корпусе;
- регулировочный винт.
Небольшая часть кранов использует уплотняющие кольца, но в основном производители отказалась от них.
Для износостойкости материал корпуса должен быть приспособлен к среде, с которой работает изделие. В зависимости от окислительных и химических свойств газа или жидкости, степени физического воздействия, корпус делают из соответствующего условиям материала. Вентили в устройстве всегда металлические, но для удобства могут быть оснащены рукояткой из пластика.
Срок службы зависит от материала и того, как подключить игольчатый кран. Некачественный или установленный неправильно клапан быстро перестанет работать. Конструкция неправильного типа может создать аварийную ситуацию.
Принцип работы
Название основано на форме наконечника штока – конусообразный, заостренный, он напоминает иглу. Эта деталь увеличивает точность регулировки параметров. Концевик бывает мягким или жестким, в зависимости от вида устройства. Игловидный наконечник облегчает контроль за средой в трубе в условиях высокого давления.
Когда рукоять устройства вращают влево (против часовой стрелки), происходит перемещение штока. Он проходит по нанесенной на внутренней части корпуса резьбе, продольно в отношении своей оси. Этим шток открывает отверстие для потока газообразной или жидкой среды в трубопроводе.
Поворот рукояти в противоположную сторону перекроет выходное отверстие, а концевик штока попадет в седло. Это элемент, расположенный внутри корпуса.
Чем больше игольчатых кранов установлено на трубопроводе, чем точнее проходит регуляция потока жидкости или газа.
Помимо игольчатой конструкции есть аналоговые виды запорных устройств, но первая отличается 3 преимуществами:
- стойкостью к повышенному давлению;
- облегченному контролю;
- недоступностью обратного потока.
Поверхность штока покрыта хромированным слоем для сопротивления износу. Принцип управления бывает механическим или ручным. Можно автоматизировать процесс путем подключения штока к электрическому приводу.
Виды игольчатых кранов по типу запорного механизма
Есть целый набор разновидностей конструкции, отличающихся по механизму, назначению, техническим параметрам. Определяют тип игольчатого крана также по степени герметизации. Разновидности конструкций по типу запорного механизма бывают следующими:
- Запорные. Приспособлены к экстремальным условиям. За счет агрессивного воздействия среды, срок эксплуатации кранов снижен – условия работы вызывают процесс коррозии. Повреждение происходит из-за скопления жидкости в механизме. Применяют запорные клапаны на магистралях, т. к. они выдерживают высокую температуру, сопротивляются давлению.
- Балансировочные. Применяются в коммуникациях с частыми разветвлениями, в системах отопления. Для сложных трубопроводов необходимо сохранение равновесия в отношении температуры, давления, скорости потока. Механизм контролирует количество проходящего по коммуникации вещества. Он приспособлен для взаимодействия с водой, имеет низкий уровень сопротивления и не подвергается коррозии, за счет материала (латунь).
- Регулирующие. Их применяют в системах, рассчитанных на средний или маленький уровень давления потока. Механизм хорошо поддается ремонту, устойчив к износу. Материал изделий этой разновидности – сталь. Их диаметр составляет 20 мм. Предназначены для работы с газообразным потоком, жидкой средой или нефтяной смесью.
Виды игольчатых кранов по типам герметика и конструкции
По виду герметика различают:
- Сильфонные краны. Применяют безвоздушную среду как герметик. Вакуум обеспечивает устойчивость к износу, увеличивает срок службы. Механизм не поддается замене, поэтому изделия производят неразборными.
- Сальниковые краны. Их делают из стали. Тип расположения штока в вентилях этого типа не имеет значения – в конструкции применяют уплотнитель особого состава. Механизм выдерживает высокие температуры (около +60°С) и уровень давления, достигающий 340 БАР. Распространены в промышленности.
Разновидности по конструкции:
- Угловые. Обычно их делают из стали и близких по свойствам материалов. Устройства используют для работы с водой. Устанавливают с целью закрепить трубную конструкцию под назначенным углом. Направление игольчатого крана углового типа может быть любым. Кран выдерживает температуру до +630°С и уровень давления до 300 БАР. Диаметр равен 8 мм.
- Проходные. Конструкции проходного типа изготавливают из стали. Это массивный кран, диаметром 6-25 мм и весом около 1,5 кг, который устанавливают на трубу с газом или жидкостью. Размещают механизм на прямом участке магистрали. Это стойкая модель, способная выдержать температуру до +310°С.
- Тарельчатые. Их применяют для работы с жидким потоком, подачи смеси газа. Тарельчатые конструкции выдерживают давление в системе до 340 БАР. Устойчивы к высоким температурам – до +600°С.
- Прямоточные. Материал – сталь. Применяют в системах, участвующих в перемещении веществ с низким сопротивлением, таких как нефть. В промышленности прямоточные модели стоят на трубопроводах, участвующих в процессе переработки нефтяных продуктов. Легко поддаются замене.
Свойства
Основное свойство игольчатого крана – состав конструкции. Он указывает на условия среды, которые выдерживает механизм. Виды бывают следующими:
- Стальные трубы (углеродистый материал). Минимальная температура рабочей среды равна -400°С, максимальная +2000°С. Выдерживаемое давление от 160 до 400 БАР.
- Высокоуглеродистая сталь. Работает в условиях давления 16-40 МПа. Рабочая минимальная температура равна -600°, максимальная +2000°С.
- Нержавеющая сталь. Выдерживает воздействие потока с температурой до +4000°С.
Для игольчатой модели клапана доступно ручное управление. В подключении конструкции участвует фланцевая система. Спектр применения игольчатых вентилей и кранов широк. В зависимости от условий, рабочей среды и трубопровода вентили и краны ставят на большинство коммуникаций. Они помогают перемещать поток жидкостей или газа, смешанных веществ.
Клапаны позволяют контролировать подачу химически опасных составов на производстве. Игольчатые клапаны размещают на технических объектах, оборудовании промышленного анализа.
Механизмам нашли применение в инженерии на коммуникациях. Небольшие игольчатые краны входят в устройства температурных кондиционеров, вспомогательных трубных системах с низким уровнем давления.
Игольчатые модели всегда присутствуют в 2 случаях:
- регуляция потока перед манометром;
- высокий уровень давления в магистрали.
Установка вентиля перед манометром нужна для безопасного техобслуживания прибора. Деталь позволяет перекрыть среду и создать герметичные условия для ремонта манометра или технической проверки.
Если среда в трубопроводе имеет высокое давление, игольчатый клапан позволяет отрегулировать или перекрыть поток без резких перепадов.
Характеристики
Каждый вид игольчатого крана имеет свои технические характеристики – устойчивость к среде определяет материал, конструкция, диаметр.
Обобщенные характеристики всех запирающих арматур игольчатого типа представляют собой приблизительные интервалы. К ним относят:
- Срок эксплуатации: 12-15 лет.
- Рабочие температуры: от -600°С до +4000°С.
- Выдерживаемое давление: 10-40 МПа.
- Размер проходного отверстия: до 1800мм.
- Длина корпуса: 200-2800мм.
Точные значения зависят от конкретного механизма. Общими для всех разновидностей являются плюсы и минусы устройств. К достоинствам относятся:
- Широкий интервал уровня рабочего давления.
- Универсальность в отношении состава потока – краны работают с жидкостями любой густоты и газом.
- Отсутствие риска гидроудара.
- Устойчивость к перепадам уровней давления и температуры.
- Плавность регуляции потока.
- Перемещение потока среды в одном направлении.
- Простое устройство запорного механизма.
- Повышенная герметичность.
Недостатки крана:
- Из-за гидравлического сопротивления прохождение потока через вентиль по сравнению с гладкой трубой затрудняется.
- Ремонт кранов труден, иногда замена неисправного устройства невозможна.
- Механизм собирает мелкие инородные частицы из неочищенных жидкостей и нуждается в периодическом удалении грязи.
- Кран не выдерживает высокого давления при работе с вязкой жидкостью.
- Нельзя направить поток в обратную сторону из-за особенностей конструкции крана.
Игольчатый кран – установка высокой надежности, стойкая к внешним условиям. Это основная деталь для регуляции среды в разного типа трубопроводах. Например, устройство монтируют на батареи центрального отопления с целью удаления воздушных накоплений в системе. Скопившийся в батареях газ мешает обогреву, а через клапан его можно убрать
Такие краны надежны, редко приходят в негодность раньше срока и незаменимы во многих сферах. В быту применяют простые установки, служащие десятилетиями, в промышленности – тяжелые, крупные агрегаты. Их объединяет общая простота конструкции и высокий КПД.
А вы использовали игольчатые краны? Комментируйте статью, делитесь ею в соцсетях и сохраняйте в закладки.
В видео можно узнать, как подключать, обжимать и как смазывать игольчатые краны:
Об устройстве и назначении шарового крана можно почитать в статье по ссылке.
Источники:
- https://deal.by/Igolchatyj-kran.html
- https://www.tproekt.com/igolcatye-klapany-ventili-zapornye-v-moskve/
- https://www.tproekt.com/igolcatye-klapany-ventili-zapornye-v-moskve/
- https://termopaneli59.ru/raznoe/igolchatyj-kran-vodyanoj-vidy-ustrojstvo-i-naznachenie-klapana-i-ventilya-montazh-v-sistemu-vysokogo-davleniya-vody-igolchatyj-kran-dlya-chego-on-prednaznachen-i-dlya-kakix-truboprovodov.html
- https://experttrub.ru/armatura/ventil-pod-manometr.html
