Принцип работы игольчатого крана

В каждой системе, состоящей из последовательно соединенных труб, есть участки, где периодически необходимо перекрывать поток рабочей среды. Для этого используют разные типы запорно-регулирующей арматуры. В системах с высоким давлением в качестве такого механизма применяют игольчатый вентиль.

Принцип работы игольчатого крана

Назначение и применение

Игольчатый вентиль является частью запорно-регулирующей арматуры. Такие вентили устанавливают на трубопроводы, имеющие жидкую, вязкую или газообразную внутреннюю среду. От других типов вентилей их отличает строение нижней части штока, непосредственно запирающей просвет. Игольчатый вентиль имеет шток, суженный книзу, что делает его похожим на иглу.

Принцип работы игольчатого крана

Состоит вентиль из следующих частей:

  • Корпус, в который помещены движущиеся детали;
  • Рукоятка — поворотная деталь, с помощью которой приводится в движение шток;
  • Шток со шпинделем — движущаяся часть, которая перекрывает просвет;
  • Установочный винт — приспособление, необходимое для крепления механизма к трубе;
  • Сальник — уплотнитель, который находится между корпусом и движущимися частями, отсутствует в сильфонных кранах.

Принцип работы игольчатого крана

Принцип работы игольчатого вентиля прост: при вращении рукоятки по часовой стрелке приводится в движение шток со шпинделем, шпиндель при этом ввинчивается в резьбу корпуса и перекрывает просвет. При вращении в обратном направлении шток поднимается и просвет освобождается. Такие детали устанавливают на трубопроводах как маленького, так и большого диаметра.

Это интересно! Отличительной особенностью игольчатого вентиля является строение его шпинделя, который конусообразно сужается книзу. Его нижняя часть получается острой и напоминает иглу. Еще одна особенность этого механизма — способность выдерживать значительное давление рабочей среды.

Игольчатый вентиль применяют в системах любого предназначения. Незаменим он в двух случаях.

  1. Первый — это регулирование потока перед манометром. Манометр — это устройство, предназначенной для измерения давления в системе. Он нуждается в периодическом техническом обслуживании. Кроме того, иногда манометры выходят из строя и приводят к разгерметизации системы. Перед манометром устанавливают игольчатый вентиль, который плавно перекрывает поток в случае необходимости. Это обеспечивает герметичность в системе, даже при неисправном манометре ли во время его обслуживания.
  2. Второй случай, когда игольчатый вентиль незаменим, — это трубопроводы с высоким давлением внутренней среды. Это устройство способно выдерживать высокое давление. Некоторые виды игольчатых вентилей предназначены для работы при давлении до 40 МПа. Устройство позволяет плавно перекрывать поток, не допуская больших колебаний давления в системе.

Виды игольчатых вентилей

Вентили этого типа различаются по нескольким параметром. По предназначению выделяют три вида устройств:

Запорные вентили способны полностью перекрывать поток. Они наиболее устойчивы к воздействию высокого давления и температур, но срок их службы недолгий. В такие вентили часто попадают жидкости и газ, приводящие к коррозии металла. Используют запорные вентили на крупных магистралях.

Регулирующие игольчатые вентили применяют в том случае, если необходимо изменить свойства внутренней рабочей среды. Например, уменьшить давление или объем. Областью их применения являются трубопроводы небольшого диаметра с жидкой средой.

Балансировочные вентили предназначены для регулирования гидравлического сопротивления. Другими словами, они перенаправляют потоки жидкостей из одной трубы в другую, позволяя сохранять баланс объема, давления, скорости или температуры на заданном уровне. Их часто устанавливают на отопительные системы.

По конструктивным особенностям выделяют вентили:

Принцип работы игольчатого крана

Проходные вентили устанавливают на трубопроводы в местах прямого соединения труб. Они отличаются относительно большими габаритами по сравнению с размером трубы. Из-за особенностей конструкции в таких механизмах часто происходит застой, их периодически необходимо прочищать.

Угловые вентили используются там, где трубы расположены под углом друг к другу. Например, если трубопровод поворачивает, образуя колено. В месте поворота устанавливают игольчатый вентиль углового вида. Они бывают разных диаметров и предназначены для систем с любой внутренней средой.

Прямоточные конструкции отличаются относительно большой длиной и массой. В быту они не нашли широкого применения, несмотря на ряд преимуществ, в число которых входит меньшая возможность застоя внутри механизма. Используют их в качестве регулирующей арматуры в нефтепроводах.

Принцип работы игольчатого крана

По способу обеспечения герметичности системы:

Одним из элементов сальниково вентиля является уплотнитель, который препятствует выходу рабочей среды наружу, независимо от положения штока. Этот вариант не всегда является надежным с точки зрения герметичности.

Сильфонные вентили в качестве герметизирующей среды используют вакуум. Вакуумные прослойки часто используют в системах с высоким давлением. Они более надежные и реже дают утечки.

Достоинства и недостатки

Несмотря на большое количество разновидностей, все игольчатые вентили имеют общие положительные и отрицательные характеристики.

Обратите внимание! Игольчатые вентили всегда изготавливают из металла, иногда они имеют пластмассовую рукоятку. Вентили способны выдерживать температурные режимы от -20 до +200°С. В зависимости от типа вентиля, максимальное давление, при котором они могут работать, достигает от 15 до 45 МПа.

Принцип работы игольчатого крана

К достоинствам игольчатых вентилей относятся:

  • способность выдерживать большие перепады температур;
  • возможность функционировать в условиях повышенного давления;
  • простота конструкции, возможность самостоятельной установки и технического обслуживания;
  • устойчивость к коррозии при соответствующем качестве металлических деталей;
  • долговечность — срок эксплуатации достигает 15 лет;
  • плавность перекрытия потока, что важно для систем с высоким давлением, где резкое перекрытие может спровоцировать прорыв;
  • герметичность устройства по отношению ко внешней и внутренней средам при полном опускании штока;
  • работа с вязкой внутренней средой в условиях безнапорного трубопровода.
Читайте так же:  Монтажные клинья для окон убирать

К недостаткам игольчатых кранов относятся:

  • высокое гидравлическое сопротивление, что приводит к гидравлическим потерям кинетической энергии, проще говоря, рабочей среде сложнее пройти через участок с игольчатым вентилем, чем через гладкую трубу;
  • невозможность работать с вязкой внутренней средой в условиях высокого давления;
  • относительно большой участок замещения трубы (большой показатель строительной длины), что влияет на физические свойства рабочей среды;
  • необходимость периодической очистки некоторых видов изделий от попадающих внутрь жидкостей;
  • работа только с односторонним потоком, невозможность перенаправить поток в другую сторону;
  • сложность замены вентиля при выходе его из строя, поскольку эта деталь является несъемной.

Принцип работы игольчатого крана

Что учитывать при выборе устройства?

Перед приобретением игольчатого вентиля необходимо определить, на каком участке трубы он будет расположен, каков ее диаметр и физические особенности внутренней среды. Размер вентиля должен соответствовать диаметру трубы, желательно, чтобы они были изготовлены из одноименных материалов.

Кроме того, важной характеристикой, которую нужно учитывать, является давление, под которым жидкость или газ перемещается по трубе. При давлении до 15 МПа можно устанавливать любые игольчатые вентили. В том случае, если давление рабочей среды превышает этот показатель, можно использовать только два вида игольчатых вентилей. Их выпускают под маркировками ВИ и ВТ-5. Эти виды выдерживают давление до 45 МПа.

На вентиле должно быть указано направление, позволяющее определить, какая часть его соприкасается с приводящим участком трубы, а какая — с отводящим. При правильной установке вентиль перекрывает поток во время вращения рукоятки по часовой стрелке, открывает — против часовой.

Все детали устройства должны быть целыми. Места незначительных царапин, сколов покрытия или трещин в будущем могут явиться причиной уменьшения сроков эксплуатации.

При приобретении вентиля следует проверить, как вращается рукоятки, как ведут себя при этом шток и шпиндель. Вращение должно осуществляться с небольшим сопротивлением, шток перемещаться исключительно вверх и вниз. Посторонних движений в стороны быть не должно. У исправного механизма при достижении шпинделем максимума опускания рукоятка не прокручивается.

Принцип работы игольчатого кранаИгольчатые краны — это основные детали, которые предназначены для регулировки арматуры в трубопроводе.

Данные краны служат для того, чтобы контролировать расход жидкости, которая протекает по трубопроводу и для того, чтобы дросселировать пар. Так, где же они встречаются, а встречаются они обычно на дополнительных трубопроводах, которые работают под высоким давлением.

Данный кран используют в системах отопления.

Принцип действия и из чего состоит

И так разберем устройство игольчатого крана. Этот кран состоит из корпуса, его производят из разных материалов, например латуни, меди и так далее. В состав крана еще входит затворка, крышка и шпиндель. Игольчатым краном можно манипулировать вручную через маховик и с помощью электропривода. Обычно электропривод воздействует на затвор. И когда затвор начинает двигаться, то клапан либо открывается, либо закрывается.

От количества игольчатых кранов зависит настройка потока газа или воды, чем больше кранов, тем тоньше будет настройка потока. Особая коническая форма игольчатых вентилей рабочей части штока отличает от обычных кранов, такая форма делает кран похожим на иглу. Благодаря такой конструкции игольчатые краны не имеют задир на кольцах уплотнения, когда происходит увеличение давления.

Большинство производителей вообще стали изготавливать краны без уплотнительных колец.

Виды игольчатых кранов

Игольчатые краны производят нескольких видов, их различие заключается в конструкции, характеристикам, и по области использования.

Игольчатые краны классифицируют по функционалу и конструкции по виду запорной детали и по герметизации.

И так существуют следующие виды игольчатых кранов:

  1. Запорный. Этот вид способен выдержать большую температуру и давление. Прост в монтаже. В основном используется в промышленности. Но у данного вида крана существует существенный недостаток и это накопление остатков жидкости. Из-за этого происходит коррозия металла. 2. Регулирующий игольчатый клапан. Обладает диаметром 20мм. Он изготовлен из стали. Данный кран устанавливают на отрезках трубопровода, там, где идет поток воды, жидкости, которая имеет в своем составе нефть или пар.
  2. Принцип работы игольчатого кранаИгольчатый балансировочный клапан. Имеет небольшим сопротивлением. Он изготовлен из латуни. Предназначен для трубопровода, в котором идёт поток воды.
  3. Игольчатый кран проходной. Этот кран имеет диаметр от шести миллиметров до 25 миллиметров. Корпус проходного игольчатого крана состоит из стали и устанавливают его на трубопровод, в котором идет поток газообразной или жидкой среды. Выдерживает температуру до трёхсот десяти градусов. Проходной игольчатый кран имеет вес примерно полкилограмма.
  4. Игольчатый кран угловой. Этот игольчатый кран используют для воды. Способен выдерживать давление до 300 бар и температуру до 630 градусов. Игольчатый кран угловой имеет диаметр 8мм. Игольчатый кран изготавливают из стали и других подобных материалов.
  5. Игольчатый кран прямоточный. Чаще всего его применяют в нефтепромышленности. Изготавливают кран из стали. Прямоточные игольчатые краны устанавливают на трубопроводы для переработки нефтепродуктов. Если прямоточный кран сломался, то его при необходимости можно заменить. При необходимости прямоточный кран можно просто заменить на другой.
  6. Тарельчатый кран. Этот кран используют для подачи газообразных смесей.
  7. Игольчатый кран сальниковый. Способен выдерживать температуру до шестидесяти градусов, а давление до 340 бар. Этот вид крана изготовлен из стали. Сальниковый кран можно используют в химической промышленности.
  8. Сильфонный или вакуумный игольчатый кран. Данный кран невозможно заменить и по этой причине конструкция является не разборной.

Необходимо учесть, что это только основные виды. Каждый вид крана имеет свои особенности и резьбу.

Свойства

Вышеперечисленные краны и вентили используют для различного вида трубопроводов и для регулировки расхода жидкостей, газообразной среды, воды, а также химических и пищевых сред. Игольчатые краны и вентили устанавливают на специальных аналитических приборах и технологическом оборудовании. Также такие краны используют в инженерных коммуникациях и трубопроводах в кондиционерах на транспорте. Игольчатые краны монтируют на вспомогательных трубопроводах, давление в которых не больше 10мПа.

Читайте так же:  Как подключить циркуляционный насос к электрокотлу

Эти же краны, предназначенные для работы под давлением, могут быть монтированы на трубы, диаметр которых является от шести до шестидесяти пяти миллиметров. Самое большое давление, на которое они рассчитаны считается 40 МПа. Но игольчатые краны небольшого диаметра тоже могут выдержать температуру от минус сорока до плюс пятьсот шестидесяти градусов.

Такой игольчатый кран устанавливают на разные трубопроводы для продувки и для манометра (для его установки).

Характеристики

Игольчатые краны имеют несколько особенностей. Краном можно управлять вручную. Кран подключают при помощи фланцевой системы.

Манометр подключают при помощи муфт. А ещё кран должен перекрываться даже, если по вине высокого давления были разрушены хрупкие элементы в манометре. Разновидностей игольчатых кранов и вентилей большое множество и все он имеют достоинства и недостатки.

Достоинства игольчатых вентилей:

  1. Выдерживают большие перепады температур;
  2. Способность работать при повышенном давлении;
  3. У устройства простая конструкция и существует возможность технического обслуживания и самостоятельной установки;
  4. Приспособление устойчиво к коррозии;
  5. Срок эксплуатации до 15 лет;
  6. Поток жидкости или газообразной смеси перекрывается плавно;
  7. Устройство абсолютно герметично к внешним или внутренним средам, когда шток полностью опущен;
  8. Кран подходит для безнапорного трубопровода, в котором идет поток вязкой среды.

Недостатки игольчатых кранов:

  1. Принцип работы игольчатого кранаБольшое гидравлическое сопротивление, то есть среде, которая находиться в трубе очень тяжело проходить через игольчатый вентиль, нежели через гладкую трубу;
  2. При высоком давлении нет возможности работать с потоком вязкой среды;
  3. Большой участок замещения трубы, а это влияет на свойства среды, находящейся в трубопроводе;
  4. При необходимости требует очистки кранов или вентилей от некоторых видов жидкостей;
  5. Краны и вентили работают только в одну сторону, то есть нет возможности направить поток в противоположную сторону;
  6. Возникают сложности с заменой вентиля, если он вышел из строя, потому что этот элемент является не съёмным.

Заключение

Мы выяснили, что такое игольчатые краны, каких видов они бывают и их особенности. Игольчатые краны применяют в быту и в промышленных целях. Игольчатые краны для трубопроводов надёжны и обычно не требуют какого-либо обслуживания.

Основным элементом регулирующей арматуры является игольчатый кран, служащий для контроля за расходом воды, а также дросселирования пара. Он устанавливается на вспомогательном трубопроводе, где выполняет свои функции под действием высокого давления. Данный запорный механизм перемещается параллельно теплоносителю. Главное место применения – система отопления.

Принцип работы игольчатого крана

Как выглядит игольчатый кран

Применение

Если необходима плавная регулировка воды или пара на протяженных участках системы, следует использовать игольчатый вентиль.

В его конструкции предусмотрен специальный механизм, который монтируется на вспомогательном трубопроводе перед датчиком давления. Это позволяет выключать манометр для продувки системы отопления.

Игольчатый вентиль служит для плавной прекращения потока жидкости в системах отопления и водоснабжения. Установка такого устройства невозможна тогда, когда уже установлена другая запорно-регулирующая арматура. Важным преимуществом является длительный срок эксплуатации, а также предотвращение серьезных поломок при действии высокого давления.

Принцип работы игольчатого крана

Применение игольчатого крана

При возникновении высокого давления в системе восприимчивые элементы манометра выходят из строя. Поэтому игольчатый вентиль служит для перекрытия потока рабочей среды. В каждой системе отопления возникает возможность появления гидроударов, возникающих при резком открытии или закрытии арматуры. Такое оборудование рекомендуется устанавливать для длинных участков трубопроводов, чтобы избежать его разрушения и обеспечить нормальное движения воды.

Благодаря прочным конструктивным элементам, запорно-регулирующий кран способен контролировать движение воды, газа и пара.

Характеристики

Существуют такие особенности запорно-регулирующего устройства:

  • управление осуществляется ручным способом;
  • присоединение к вспомогательному трубопроводу системы отопления производится с помощью фланцев;
  • присоединение манометра осуществляется с помощью муфт;
  • возможность перекрытия игольчатого клапана при разрушении хрупких элементов манометра (под действием высокого давления).

В основном, игольчатый вентиль применяется для регулирования своими руками режима потока рабочей среды, к которой могут относиться любые виды теплоносителя в системе отопления. Кроме того, он имеет три положения: закрыт, частично открыт и полностью открыт.

Читайте так же:  Почему не работает вытяжка в погребе

Перемещение запорно-регулирующего крана происходит при помощи шпинделя, который находится на крышке. Присоединение происходит путем врезания неподвижной гайки в резьбу. Видов вентилей достаточно много, они отличаются друг от друга.

Принцип работы игольчатого крана

Виды игольчатых вентилей

Игольчатые вентили классифицируют по следующим признакам:

  • по функциональности (запорные, регулирующие, балансировочные);
  • по конструкции (угловые, проходные и прямоточные);
  • по запорному элементу (тарельчатые, игольные);
  • по способу герметизации крышки (сальниковые, сифонные);
  • по местоположению гайки (выносные, с погружной резьбой).

В настоящее время производится более 100 видов такой запорно-регулирующей арматуры, которая делится по способу назначения на игольчатые, запорные, вентили для корректировки работы манометра. Стоимость такого оборудования зависит от размера, а также материала.

Выбор

Игольчатое устройство может производиться из таких материалов, как чугун, бронза, нержавейка и хромомолибденовая сталь. На обычных трубопроводах, как правило, устанавливают самый простой и дешевый чугунный вентиль.

Если движение теплоносителя будет происходить в агрессивных средах, то устанавливают краны из нержавейки, бронзы или никеля. Данные материалы не подвергаются коррозии, в отличие от предыдущего вида. Устройства из углеродной стали используется при воздействии высокого давления на рабочую среду.

Принцип работы игольчатого крана

Использовать данные виды запорно-регулирующей арматуры можно только при давлении от 0,5 до 70 МПа.

Кроме того, они должны соответствовать требованиям:

  • при открытии крана игла не должна доставаться из гнезда, а при закрытии – касаться опоры;
  • направления открытия и закрытия должны указываться стрелками;
  • резьба в устройстве делается так, что его закрытие происходит на половине оборота;
  • игла не должна полностью доставаться при полном ее выкручивании.

Материал оборудования выбирают в зависимости от теплоносителя. Кроме того, его можно применять в помещениях с постоянным перепадом температур и высокой влажностью, так как его корпус покрыт специальным веществом.

Устанавливают кран в верхней части отопительного прибора. Перемещение возможно благодаря запорному винту. При его отсутствии используют обычную отвертку. Монтаж крана осуществляется с противоположной стороны от движения теплоносителя. Его вкручивают по часовой стрелке до полного выхода воздуха.

Отличие крана от задвижки

Внутри вентиля есть специальный затвор, расположенный перпендикулярно движению теплоносителя. Он имеет отверстие для прохода рабочей среды. Для открытия устройства следует повернуть затвор на 90°, а для открытия или закрытия задвижки нужно сделать несколько оборотов.

При выборе устройства необходимо учитывать сферу дальнейшего использования. Например, он может применяться в химической, нефтяной, пищевой отрасли, а также теплоснабжении в трубопроводах высокого давления. Кроме того, следует учитывать особенности рабочей среды. От этого свойства зависит, из какого материала будет изготовлен кран. Для отопления используется игольчатое оборудование, которое отличается коррозионной стойкостью и способно выдерживать температурные перепады воды.

Достоинства и недостатки

Среди положительных сторон можно выделить:

  • способность регулирования потока воды;
  • благодаря качественным материалам, срок эксплуатации крана довольно велик;
  • возможность замены изношенных уплотнителей;
  • защита от гидроударов, возникающих под действием высокого давления;
  • температура рабочей среды в системе отопления может находиться в пределах от -20°С до +200°С;
  • способность выдерживания высокого давления;
  • легкий монтаж и эксплуатация.

В качестве недостатков отмечают:

  • невозможно использовать для грязной воды;
  • односторонняя подача;
  • огромная длина оборудования;
  • при выходе из строя ремонт невозможен, поэтому следует покупать новый.

Монтаж крана в систему отопления

Как правило, в систему отопления устанавливают кран, имеющий фланцы. Такой метод является более простым.

Чтобы выполнить монтаж необходимо:

  • подобрать место;
  • уплотнить резьбу вентиля с помощью ФУМ-ленты;
  • закрутить конструкцию;
  • проверить на наличие протечек.

Принцип работы игольчатого крана

Монтаж крана в систему отопления

Перед началом работы нужно удалить теплоноситель из системы. Если стоит автономная система, то проблем не возникнет. Для жителей многоквартирных домов следует согласовать этот процесс с обслуживающей фирмой.

Монтаж арматуры осуществляется перед отопительным прибором или за байпасом, служащим для непрерывного циркулирования воды после перекрытия. Если обводного трубопровода нет, то проводят его монтаж.

При установке крана учитывают:

  • обеспечить беспрепятственный поворот регулировочной ручки;
  • обеспечить свободный доступ к вентилю.

Перед покупкой вентиля следует убедиться в совпадении диаметров трубы и прибора, а также вида резьбы. Для фланцевых соединений такие элементы бывают:

  • две резьбы внутренние;
  • две резьбы внешние;
  • два типа резьбы находятся по разным сторонам.

На кранах фланцевого типа предусмотрена стрелка, указывающая направление движения воды. Также необходимо правильно наматывать уплотнитель. Если резьба на трубе открытого типа, то ФУМ-ленту наматывают, находясь лицом к трубе по часовой стрелке. При наличии открытой резьбы на фланце операция выполняется также, но находиться нужно лицом к вентилю. Далее прилагаются усилия для закручивания резьбы.

После окончания работы все проверяют на наличие протечек. Систему заполняют водой при высоком давлении. Причиной протечки является недостаточная герметизация.

Эксплуатация системы. Видео

Как проходит монтаж радиаторной системы отопления, рассказывает видео ниже.

Игольчатый вентиль служит для контроля расхода воды в системе отопления. Благодаря этому меняется температура воздуха в помещении. Он легко устанавливается и прост в эксплуатации.

Оцените статью
Adblock detector