Как выбрать игольчатый кран для трубопровода?

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.

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.

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 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.

Назад к оглавлению

Виды игольчатых вентилей

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

• запорные;
• регулирующие;
• балансировочные.

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:

• проходные;
• угловые;
• прямоточные.

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.

По способу обеспечения герметичности системы:

• сальниковые;
• сильфонные.

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.
Назад к оглавлению

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.

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.

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.

Назад к оглавлению

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.