Шаровый кран из чего состоит – Шаровой кран – управление, основные виды, как выбрать, особенности установки

Шаровой кран — Википедия

Большой промышленный шаровой кран с электроприводом и люком для технического обслуживания (затвор в открытом положении). Шаровой кран в разрезе. На снимке видны уплотнительные кольца и устройство крана. Шаровой кран в открытом (слева) и закрытом (справа) положениях.

Шаровой кран — разновидность трубопроводного крана, запирающий или регулирующий элемент которого имеет сферическую форму^[1]. Это один из современных и прогрессивных типов запорной арматуры, находящий всё большее применение для различных условий работы в трубопроводах, транспортирующих природный газ и нефть, системах городского газоснабжения, водоснабжения, отопления и других областях. У шарового крана два рабочих положения Открыто и Закрыто, регулирование протока воды производителем запрещено из за особенности конструкции крана, где есть пустая полость между корпусом и шаром.

Конструкция шаровых кранов не нова и известна уже более 100 лет, однако в ранних вариантах она не обеспечивала плотного перекрытия прохода среды из-за трудности её обеспечения металлическими поверхностями

шаровой пробки и сёдел корпуса. Появление и внедрение в арматуростроение таких материалов как фторопласт, синтетических каучуков для изготовления сёдел привели к началу широкого использования шаровых кранов. Новые материалы позволили обеспечить плотность закрытия и существенно снизить усилия, необходимые для управления краном.

Подвижным элементом (затвором) таких кранов служит пробка сферической формы — шар, по оси которой выполнено сквозное круглое отверстие для прохода среды. В проходных кранах для полного закрытия или открытия прохода достаточно повернуть шар на 90°.

По типу шаровые краны делятся на

полнопроходные и редуцированные (стандартнопроходные). Полнопроходной шаровой кран — диаметр отверстия в шаре которого соответствует внутреннему диаметру трубопровода, на который устанавливается кран. Гидравлические потери при проходе рабочей среды через полностью открытый кран весьма малы, практически такие же, как при проходе среды через трубу, равную по длине корпусу крана, что значительно меньше, чем в других типах запорной арматуры. Это ценное качество сделало краны данного типа основным запорным устройством на линейной части магистральных трубопроводов. Редуцированные или стандартнопроходные шаровые краны — диаметр отверстия в шаре которого на один типоразмер меньше диаметра трубопровода. Данный тип шаровых кранов применяется на трубопроводах, в которых не критична частичная потеря напора.

По типу присоединения шаровые краны могут быть: фланцевые, под приварку, муфтовые и комбинированные. Фланцевые шаровые краны применяются на трубопроводах, которые предусматривают частичную разборку/сборку, а также помещениях, в которых запрещена сварка. Краны с типом соединения под приварку используют на особо ответственных или труднодоступных участках трубопроводов, за счет полной герметичности перекрытия и прочности соединения. Краны с муфтовым соединением имеют внутреннюю коническую или цилиндрическую резьбу. В основном применяются в коммунальном хозяйстве. Шаровые краны с комбинированным присоединением являются универсальными и применяются в различных трубопроводных системах (соединение резьба/сварка, фланец/сварка и т. д.).

Кроме вышесказанного, шаровые краны имеют ряд других достоинств, среди которых:

• простота конструкции;
• высокая и надёжная герметичность;
• небольшие габариты;
• простая форма проточной части и отсутствие в ней застойных зон;
• удобное управление;
• малое время, затрачиваемое на поворот;
• применимость для вязких и загрязнённых сред, суспензий, пульп и шламов.

Как недостаток, можно отметить необходимость наличия «мёртвой» зоны для поворота у кранов с консольной ручкой. Данный недостаток можно компенсировать краном с ручкой-барашком (также в просторечии называется «бабочкой» или «бантом»).

Сёдла в корпусе выполняются в виде колец из различных видов пластмасс (в основном фторопласта), что обеспечивает надёжную герметичность, лёгкость и плавность поворота шаровой пробки, но ограничивают применения таких кранов для сред с температурой не более 200 °C.

Управляются шаровые краны вручную (на малых диаметрах) и с использованием механизированного привода — электрического, пневмо- и гидравлического, причём для кранов на газопроводах имеется возможность использовать в качестве управляющей среды пневмопривода рабочую среду, транспортируемую по трубопроводу

[2]^[3]. В быту шаровой кран может называться полуоборотным.

На поясняющем рисунке изображены:

• корпус крана (1);
• сёдла в виде уплотнительных колец (2);
• затвор в виде шаровой пробки (3);
• рукоятка для ручного управления (4);
• шпиндель крана, передающий усилие от рукоятки затвору (5).

Шаровые краны имеют большое разнообразие исполнений, но основные их различия — в конструкциях запорных органов: с плавающим шаром и с шаром в опорах.

Плавающий шар. Шары с цапфой для установки в опоры.

С плавающим шаром[править | править код]

В этом случае шаровая пробка не связана жёстко со шпинделем, может перемещаться по отношению к нему и под действием давления среды со стороны входа прижиматься к уплотнительному кольцу со стороны выхода, герметизируя таким образом кран. При больших диаметрах прохода и давлениях пробка создаёт чрезмерно большие нагрузки на уплотнительное кольцо, что затрудняет работу крана, поэтому такая конструкция обычно используется при номинальных диаметрах не более 200 мм.

С шаром в опорах[править | править код]

В таких кранах пробка устанавливается и поворачивается в опорах, она имеет осевой выступ (цапфу) в нижней части, входящий в специальное углубление, а сёдла под действием давления прижимаются к её сферической поверхности. Такая конструкция существенно снижает усилия, необходимые для управления краном и позволяет применять приводные устройства меньшей мощности, чем для кранов с плавающим шаром, однако такие устройства конструктивно сложнее и имеют более высокую стоимость.

Фиксирующая цапфа пробки при этом может иметь подшипники качения или самосмазывающиеся подшипники скольжения, что используется в большом количестве конструкций^[2]

^[3].

По правилам русского языка, в отношении, в данном случае, запорной арматуры, элементом которой является шар, правильное произношение и написание будет шаровой кран, а не шаровый кран. Шаровый означает цвет (дымчато-серый).

Шаровой кран – управление, основные виды, как выбрать, особенности установки

Запорная арматура давно и успешно применяется для регулирования и перекрытия водного, газового, нефтяного и других потоков в системах магистрали, трубопроводах, городском водо-, газоснабжении, отоплении. Шаровой кран – не новость в сантехнике, о нем известно уже более 100 лет, но раньше он не имел широкого распространения, а сегодня активно применяется в самых разных сферах.

Что такое шаровой кран?

Речь идет о трубопроводном кране, в котором в качестве запирающего или регулирующего элемента используется сфера. Изначально кран шар не обеспечивал необходимой плотности закрытия, но с появлением фторсодержащих полимеров и их внедрения в изготовление сантехнического оборудования кран подобного типа снова стал пользоваться популярностью. Производство седел из синтетических каучуков обеспечило необходимую герметичность и существенно снизило усилия, прилагаемые для управления этим устройством.

Устройство шарового крана

Все краны шаровые для воды состоят из:

1. Корпуса крана.
2. Седел, имеющих вид уплотнительных колец.
3. Затвора или шаровой пробки.
4. Рукоятки, используемой для ручного управления.
5. Шпинделя, который передает усилие от рукоятки затвору.

Принцип работы шарового крана

Чтобы открыть запирающий кран, нужно повернуть рукоятку на 90°. При этом внутренняя пробка сферической формы с отверстием посередине встанет по ходу перемещения внутренней среды. Если снова повернуть ручку на величину прямого угла, то ось переместится в плоскость, перпендикулярную направлению потока, тем самым перекрыв ток воды или какого-то другого транспортируемого вещества. В домашних условиях рукояткой или рычагом шарового крана управляют вручную, а вот на производстве для этого используют разные виды привода – механический, электрический, гидравлический.

Для чего нужен шаровой кран?

Данная арматура может не только перекрывать поток внутренней среды, но и регулировать ее параметры – расход, давление, скорость и даже смешивать различные носители в нужных пропорциях. Однако, есть мнение, что такое устройство нельзя эксплуатировать при частичном повороте шара из-за его повышенного абразивного износа. Сантехники советуют владельцам собственных квартир почаще крутить ручку данного запорного элемента во избежание закисания его внутренних частей.

Шаровые краны для водопровода с консольной ручкой имеют так называемую «мертвую» зону, но этот недостаток легко компенсировать краном с ручкой-барашком. В народе его еще называют «бабочкой» или «бантом». Однако, это нисколько не уменьшает популярности такого сантехнического оборудования в быту. Шаровой кран охотно приобретают и устанавливают на радиаторах отопления, сушилках, системах «теплый пол» и так далее.

Плюсы и минусы шарового крана

Данная запорная арматура имеет массу преимуществ перед другими разновидностями, но и недостатки у нее тоже имеются. К первым относят:

1. Легкость и простоту эксплуатации. Незначительным движением руки можно открыть или закрыть шаровый газовый кран.
2. Герметичность. Такой механизм обеспечивает 100% плотность закрытия без протечек.
3. Долгий срок эксплуатации по сравнению с вентилем.
4. Простота конструкции.

Из недостатков можно отметить:

1. Наличие «мертвой» зоны у кранов с консольной ручкой.
2. Невозможность использования для сред с температурой выше +200°С – плавятся детали из фторопласта.
3. При резком открытии или закрытии крана возможен сильный скачок давления.
4. Возможное «залипание» сферы внутри шарового крана, поэтому его нужно периодически открывать и закрывать.

Из чего сделан шаровой кран?

Для производства данной запорной арматуры применяют самые разные материалы:

1. Латунь. Отличный вариант для сетей водо- и газоснабжения. Кран шаровый латунный – идеальное решение по соотношению цены и качества. Главный минус состоит в том, что он не переносит высоких температур носителя.
2. Сталь. Такой шаровой кран является самым бюджетным и доступным вариантом, имеющим большой выбор типоразмеров. Однако, он плохо зарекомендовал себя в сетях холодного водоснабжения из-за подверженности коррозии.
3. Нержавеющая сталь. Имеет массу преимуществ перед своими аналогами. Предпочтительный вариант в быту.
4. Чугун. Очень тяжелый, поэтому практически не использующийся в домашних условиях.
5. Полипропилен. Изделие из такого материала чаще других применяется для монтажа трубопроводных систем из пластика. Легкое, удобное, не подверженное коррозии и стоит недорого.

Управление шаровым краном

В быту шаровой кран сможет повернуть даже ребенок, ведь для этого не требуется много усилий, а вот в промышленности – на компрессорных станциях, тепловых сетях, инженерных сооружениях по транспортировке газа и нефти применяется привод. Все дело в том, что движение носителя осуществляется в трубах большого диаметра, поэтому и запорная арматура используется громоздкая и тяжелая. Кран шаровый с электроприводом осуществляет поворот сферы на нужное расстояние, причем иногда роль управления пневмоприводом играет сама внутренняя среда, транспортируемая по трубопроводу.

Виды шарового крана

Существует два основных типа шаровых кранов:

1. Полнопроходные. Внутренний шар в таком типе имеет отверстие, диаметр которого соответствует самому сечению трубопровода. Это предоставляет возможность снизить гидравлические потери по сравнению с запорной арматурой другого типа.

2. Стандартнопроходные или редуцированные. Отверстие в сфере такого устройства на один типоразмер меньше диаметра трубы. Такой шаровой кран газовый устанавливают там, где допускается частичная потеря напора.

По направлению потока и числу патрубков они делятся на:

1. Угловые. Их используют при работах в местах изгиба и труднодоступных участках.

2. Проходные. Самый распространенный вариант, не меняющий направления потока.

3. Трехходовые. У них имеется два входных патрубка и один выпускной. Используются при монтаже на разветвленных магистралях в случае, когда требуется смешать разные среды.

4. Многоходовые. Способны соединить еще большее количество потоков и смешать их содержимое.

Муфтовый шаровой кран

Такие изделия оборудуют внутренней конической или цилиндрической резьбой. Как правило, кран шаровой с накидной гайкой устанавливаются на трубах, диаметр которых варьируется в пределах от 1,5 до 4 см. Основная сфера применения – коммунальное хозяйство. Их устанавливают в домах и квартирах на трубах с горячей и холодной водой, батарея и тому подобное. Монтировать и демонтировать такой кран легко и просто, он легкий, удобный в применении, к тому же владелец может сам выбрать комфортное для него положение ручки – на работе регулирующего механизма это никак не скажется.

Фланцевый шаровой кран

Этот вид выбирают в случаях, когда предусмотрена частичная разборка и сборка трубопровода, а также его соединительных элементов. Газовые краны шаровые этого типа устанавливают и в тех помещениях, где запрещено применять сварку. Они способны работать даже в загрязненной, илистой среде, что во многом определяет область их применения. Такая запорная арматура крепится к трубопроводу с помощью специальных пластин – фланцев. Их стягивают гайками и болтами или гайками и шпильками. Такой кран шаровый угловой можно монтировать и демонтировать.

Сварной шаровой кран

Этот тип используется на производстве, где пролегает ответственный или труднодоступный участок трубопровода. Шаровой кран под приварку наделяет перекрытие полной герметичностью и обеспечивает прочное и надежное соединение. Такое изделие отлично зарекомендовало себя при транспортировке жидких, паровых и газовых сред, масел. Такая запорная арматура не требует обслуживания и профилактических работ, поэтому часто применяется на магистральных линиях и отдаленных участках коммуникаций.

Комбинированный шаровой кран

Это универсальное изделие, которое можно применять во всех вышеописанных сферах. С одной стороны оно может иметь муфтовое соединение, а с другой – фланцевое или приварное. Это более дорогая разновидность, являющая собой комбинацию из трех вышеописанных моделей. Кран шаровый полнопроходной используется повсеместно – в газовой промышленности, горячем и холодном водоснабжении, системах отопления, пищевой, химической и других областях. Отсутствие застойных зон предоставляет возможность эксплуатировать эту запорную арматуру и в вязких средах.

Как выбрать шаровой кран?

Следует руководствоваться следующими критериями выбора:

1. Материал изготовления и внешний вид корпуса. Предпочтительный вариант – изделие из латуни или нержавеющей стали. Кран из силумина стоит дешевле, но он хрупкий и требует бережного отношения.
2. Материал изготовления сферы. Запирающий элемент должен иметь зеркальную и абсолютно гладкую поверхность. Хорошо, если он будет покрыт напылением из никеля или хрома. Не приветствуется мутный блеск, матовость покрытия.
3. Маркировка корпуса. Кран шаровый трехходовой должен содержать на себе данные о компании-производителе, номинальном диаметре и рабочем давлении. Буквы и цифры должны быть четкими, хорошо видимыми, иначе можно заподозрить подделку.
4. Максимально допустимое давление. Его стоит подбирать, учитывая характеристики инженерной системы. При этом выбирать кран шаровой с американкой нужно с запасом. То есть указанное на нем давление должно быть выше того, которое используется в коммуникациях.
5. Вес изделия. Изделие из латуни всегда тяжелее стального или силуминового аналога.
6. Форма ручки. В продаже можно найти изделия с длинным рычагом или «бабочкой». Первый вариант является более предпочтительным в ситуациях, когда кран долго не поворачивался. Тогда для этого приходится прилагать усилия, что в случае с «бабочкой» является проблематичным.
7. Стоимость. Этот вопрос каждый решает сам для себя, но качественные изделия не могут стоит дешево.
8. Соответствие перечисленных характеристик особенностям быта в данной конкретной стране. В разных городах температура воды в системах отопления разнится, что накладывает свой отпечаток на выбор запорной арматуры.

Ручка для шарового крана

Как уже было сказано, она может иметь вид:

1. Рычага. Кран шаровый с американкой такого типа более практичен и удобен в использовании. Он позволяет ухватиться за него всей рукой и осуществить поворот в нужном направлении. Если кран «закис», то для этого требуется приложить немалое усилие, а с рычагом это сделать легче.

2. Бабочки. Более предпочтительна с эстетической точки зрения. Она аккуратна на вид, но для ее поворота используются лишь два пальца одной руки, которыми будет тяжело сдвинуть с места «залипший» кран.

Надо сказать, что ручка может иметь и самые разные цвета. По традиции синий используется для систем холодного водоснабжения, а красный – горячего. В желтом исполнении производят ручки, предназначенные для газопроводов. Кроме того, в продаже можно найти изделия белого цвета – их специально устанавливают на радиаторы и полотенцесушители. Материалом изготовления может быть как пластик, так и металл.

Установка шарового крана

Монтаж изделия на трубу осуществляется в несколько этапов:

1. Отключить водоснабжение и слить воду из системы.
2. Подготовить кран шаровый полипропиленовый, проследив, чтобы его размер совпадал с диаметром трубы.
3. Очистить край трубопровода от грязи и пыли, при необходимости нарезать резьбу.
4. Намотать на резьбу крана уплотнительную ленту или нанести специальную пасту. Первая наматывается не менее, чем в 5 оборотов.
5. Установить кран, накрутив его с помощью разводного ключа. Необходимо произвести 5 полных оборотов, чтобы добиться идеальной герметичности соединения.

 

характеристики, особенности и технологии шаровых кранов

Сталкиваться с необходимостью ремонта или замены шарового крана в системе отопления или водоснабжения приходится практически каждому. Чтобы подобная ситуация не застала врасплох, необходимо представлять, как устроен шаровой кран, из чего он сделан и каким образом крепится. Тогда вы сможете приобрести необходимое изделие, которое соответствует параметрам качества и конкретным условиям эксплуатации.

Этот небольшой обзор поможет сориентироваться среди огромного количества предложений на рынке шаровых кранов.

Что такое шаровой кран и для чего он служит?

Шаровой кран представляет собой разновидность запорной арматуры, которая используется в отопительных системах, водопроводах, газопроводах и других системах подачи и распределения жидкостей и газов. В качестве запорного элемента в таком кране выступает шар со сквозным осевым отверстием. Закрытие и открытие крана осуществляется с помощью ручки, соединенной с шаром при помощи поворотного штока. Ручки бывают двух типов — «рычаг» или «бабочка». В крупных промышленных трубопроводах запорный элемент шарового крана приводится в движение с помощью электрического или пневматического привода (хотя существуют модели и для бытового применения). Такая необходимость возникает в связи с массивностью крана, затрудняющей ручное открытие и закрытие. Кроме того, привод может управляться с пульта дистанционного управления.

Вне зависимости от типа управления кран работает следующим образом: в положении «закрыто» отверстие в шаре повернуто перпендикулярно трубопроводу, и ток рабочей среды останавливается. В положении «открыто» отверстие совпадает с осью трубы, и рабочая среда может двигаться через него. Простота и надежность конструкции сделали шаровые краны незаменимым элементом бытовых и промышленных трубопроводов.

Кстати!
Шаровые краны смогли получить широкое распространение только после того, как была решена проблема герметичной посадки затвора. Это стало возможным благодаря появлению новых материалов: искусственного каучука, полипропилена, тефлона, — из которых стали делать уплотнительные прокладки.

Важная характеристика шарового крана — его пропускная способность. Она определяется соотношением диаметра отверстия в шаре и диаметра трубы. Если они практически совпадают, шаровой кран считается полнопроходным . Однако его пропускная способность все же не 100%, а 90–99%. Это наиболее распространенный тип крана для бытовых трубопроводов. Полупроходным называется шаровой кран с диаметром отверстия на один типоразмер меньше, чем диаметр трубы. Его пропускная способность составляет 70–90%. Это приемлемое решение для тех случаев, когда сила напора воды на выходе не так важна. И еще один тип — неполнопроходные краны. Их целенаправленно используют для снижения напора воды, поскольку пропускная способность составляет всего 40–70% за счет большой разницы между диаметром отверстия в запорном шаре и диаметром трубы.

Виды шаровых кранов по типу присоединения

Шаровой кран может быть установлен на трубопровод разными способами. В зависимости от этого различают:

• приварные шаровые краны. Это самый надежный и герметичный способ крепления, но его недостаток состоит в том, что кран нельзя будет легко и быстро разобрать для ремонта или заменить. Такие краны часто используют в подводных или подземных частях трубопроводов, корпус крана делают литым;
• фланцевые шаровые краны — они крепятся к трубам при помощи обратных фланцев. Это крупная запорная арматура. Ее применяют в системах водоснабжения и водоотведения в подвальной части многоквартирных домов на трубах большого диаметра, а также, например, в нефтепроводах. Плюсами являются герметичность соединения и относительная простота монтажа/демонтажа;
• муфтовые шаровые краны — присоединяются к трубопроводу с помощью внутренней резьбы. Главные их преимущества — компактность, возможность сборки-разборки, простое присоединение и отсоединение. Широко применяются в бытовых трубопроводах. Недостаток — возможность протечек в местах резьбового соединения из-за непрофессионального монтажа;
• комбинированные шаровые краны. Способ присоединения одной стороны к трубе у таких кранов будет отличаться от способа присоединения второй (здесь это может быть «резьба-сварка» или «резьба-фланец»). В быту обычно используется вариант «резьба-сварка».

Каким образом присоединять шаровые краны, определяется на этапе проектирования трубопровода. Также важно понимать, из какого материала будут трубы и какой материал кранов к ним больше подойдет.

Материалы, из которых изготавливают краны: плюсы и минусы разных типов

От материала крана будет зависеть его стоимость, а также возможности монтажа и эксплуатации.

• Латунные шаровые краны — самые универсальные, долговечные и экологичные, подходят для установки как на металлические, так и на пластиковые трубы, не ржавеют и могут использоваться в водопроводе с питьевой водой. Недостатки — высокая стоимость и невозможность приваривания.
• Стальные краны — менее дорогие, чем латунные, могут привариваться, но очень важно, из какой именно стали они выполнены. Низкоуглеродистая сталь подвержена коррозии, поэтому не может использоваться для агрессивных сред и работы в условиях низких температур. Достоинства кранов из низкоуглеродистой стали — широкий модельный ряд и низкая стоимость. Не так капризны к условиям эксплуатации краны из нержавеющей стали, но они намного дороже, и модельный ряд у них уже.
• Шаровые краны из полипропилена — недорогие и легкие. Недостаток — возможность установки только на пластиковые трубы.

Для бытового применения могут использоваться и латунные, и стальные, и полипропиленовые краны — все зависит от конкретного проекта.

Внезапная поломка крана может быть очень досадной, ведь приходится тратить время, силы и деньги на восстановление работоспособности всей системы, а в течение ремонта обходиться без воды или отопления. Поэтому так важно приобретать только качественные изделия, имеющие сертификат производителя, и устанавливать их с помощью профессионалов. Помните, что даже самый дорогой кран, установленный неправильно, долго не прослужит.

Трубопроводный кран — Википедия

Старинный конусный кран Несмотря на внешнее сходство с бытовым краном, это задвижка

Кран трубопрово́дный (от нидерл. kraan — «журавль») — тип трубопроводной арматуры, у которого запирающий или регулирующий элемент, имеющий форму тела вращения или его части, поворачивается вокруг собственной оси, произвольно расположенной по отношению к направлению потока рабочей среды^[1][2][3].

Краны могут представлять собой запорные, регулирующие или распределительные устройства и предназначены для работы с газообразными и жидкими средами, в том числе вязкими и загрязнёнными, суспензиями, пульпами, шламами. Они используются на магистральных газопроводах и нефтепроводах, в системах городского газоснабжения, на резервуарах, котлах и в других областях.

Краны обладают рядом достоинств, среди которых:

• простота конструкции;
• небольшие габариты;
• малое время, затрачиваемое на поворот;
• применимость для вязких и загрязнённых сред.

У различных видов кранов есть и другие достоинства и недостатки, которые будут рассмотрены ниже.

Управляются краны вручную или с помощью механического привода: электрического, пневмо- и гидравлического. В шаровых кранах, установленных на магистральных газопроводах используются также пневмогидравлические приводы, в которых на поршень в цилиндре воздействует жидкость (масло) под давлением газа, отбираемого из трубопровода, что обеспечивает плавное и безударное срабатывание привода.

По направлению потока краны могут быть проходными, то есть направление потока не меняется, угловыми, то есть направление потока меняется на 90° и трёхходовыми, то есть иметь один выходной и два входных патрубка, что позволяет смешивать потоки сред с различными параметрами. Это свойство трёхходовых кранов используется в сантехнике в устройстве под названием смеситель.

Главные различия в конструкции кранов заключаются в форме затвора, он может быть в виде шара, конуса или цилиндра. Современным и прогрессивным представителем кранов является шаровой кран, традиционным, и в силу этого всё еще часто использующимся несмотря на существенные недостатки конструкции, — конусный кран. Цилиндрические краны имеют крайне ограниченное применение^[4][5][6].

Направления потоков среды в T- и Г-образных трехходовых кранах.

Основными частями крана являются корпус и пробка (затвор) в виде шара, конуса или цилиндра. Для прохода среды в затворе предусмотрено сквозное отверстие. Управление краном осуществляется путём поворота пробки. При повороте на 90° осуществляется полное перекрытие хода среды, при повороте на меньшие углы — частичное, что позволяет применять кран в качестве регулирующего устройства. Существуют также трёхходовые краны, где пробка имеет дополнительные отверстия, что позволяет использовать их для перенаправления потока среды: поворотом пробки среда направляется из входного отверстия в одно из двух выходных. В промежуточном положении, в зависимости от конструкции крана, среда может направляться либо в обоих направлениях, либо полностью перекрываться.

Шаровые краны универсальны и применимы как на больших диаметрах…

Шаровой кран[править | править код]

Это разновидность крана, запирающий или регулирующий элемент которого имеет сферическую форму^[2]. Подвижным элементом (затвором) таких кранов служит пробка сферической формы — шар, по оси которой выполнено сквозное круглое отверстие для прохода среды. В проходных кранах для полного закрытия или открытия прохода достаточно повернуть шар на 90°. Диаметр отверстия чаще всего соответствует внутреннему диаметру трубопровода, на который устанавливается кран, называющийся в этом случае полнопроходным. Гидравлические потери при проходе рабочей среды через полностью открытый кран весьма малы, практически такие же как при проходе среды через трубу, равную по длине корпусу крана, что во много раз меньше, чем в задвижках и клапанах. Это ценное качество сделало шаровые краны основным запорным устройством на линейной части магистральных газопроводов. Однако для уменьшения габаритов и крутящих моментов, необходимых для управления арматурой, иногда применяются суженные краны. Кроме общих для кранов, шаровые имеют ряд специфических достоинств, среди которых:

• весьма малые гидравлические потери;
• высокая и надёжная герметичность;
• простая форма проточной части и отсутствие в ней застойных зон;
• удобное управление.

Сёдла в корпусе выполняются в виде колец из различных видов пластмасс (в основном фторопласта), что обеспечивает надёжную герметичность, лёгкость и плавность поворота шаровой пробки, но ограничивают применения таких кранов для сред с температурой не более 200 °C.

Шаровые краны имеют большое разнообразие исполнений, но основные их различия — в конструкциях запорных органов: с плавающим шаром (для небольших диаметров) и с шаром в опорах^[5][6].

Конусный кран[править | править код]

Это очень большой для конусного крана размер и требует специальных решений для облегчения управления (в данном случае это система смазки и механический редуктор).

Это разновидность крана, запирающий или регулирующий элемент которого имеет форму конуса^[2].

Сквозное отверстие в пробке, которое, в отличие от шаровых кранов, как правило, не круглое, а трапециевидное, обеспечивает проход среды при открытии такого крана. Сёдлами является внутренняя поверхность корпуса. Таким образом, уплотнительными поверхностями запорного органа являются конические поверхности — наружная пробки и внутренняя корпуса.

В конусных кранах обеспечиваются два весьма трудносочетаемых требования — создать плотный и герметичный контакт между коническими поверхностями пары корпус—пробка и при этом обеспечить свободный плавный поворот пробки, не допуская её заклинивания и задирания уплотнительных поверхностей. Последнее требование диктует необходимость изготовления корпусов и пробок из материалов, обладающих хорошими антифрикционными качествами (латунь, бронза, чугун). Такие материалы ограничивают практическое применение конусных кранов давлением 1,6 МПа и диаметром 100 мм. Иногда конусные краны изготавливают также из углеродистой стали диаметром до 200 мм, но пробку в этих случаях делают из чугуна, либо применяют специальную систему смазки уплотнительных поверхностей.

Конусный кран весьма сложно изготовить и отрегулировать так, чтобы обеспечить какую-то стабильную величину усилия, необходимого для поворота пробки, поэтому они практически непригодны для использования с электро- или пневмоприводами и управляются вручную.

Кроме вышеперечисленных, конусные краны имеют ряд других недостатков:

• для управления конусными кранами требуются большие крутящие моменты, что приводит к необходимости установки механического редуктора даже при небольших диаметрах крана ;
• уплотнительным поверхностям требуется тщательное обслуживание и смазка во избежание прикипания пробки к корпусу;
• притирка конической пробки к корпусу сложная процедура, от качества которой зависит надёжность и герметичность крана.
• неравномерный по высоте износ пробок, что приводит к снижению герметичности крана в процессе эксплуатации.

Конусные краны различаются по способу уплотнения на сальниковые и натяжные и имеют ряд специфических конструкций:

• краны со смазкой — применяются для снижения крутящих моментов при управлении кранов;
• краны с подъёмом пробки — для того же, но другим способом;
• краны с обогревом — для застывающих нефтепродуктов;
• пробно-спускные краны — для контроля наличия среды, отбор проб и пр^[5][6].

Типы шаровых кранов: особенности выбора

В. Поляков, С. Шовкопляс

Рынок водопроводной арматуры предлагает широкий выбор шаровых кранов для водопровода разных типоразмеров, конструкций и исполнений. Их цены могут различаться в разы. Наряду с высококачественными изделиями торговля может предлагать менее качественную арматуру практически по одной и той же цене. На что нужно обращать внимание при выборе шаровых кранов для внутридомовых водопроводных сетей?

Шаровые краны во внутридомовых водопроводных сетях сейчас практически полностью вытеснили пробковые конусные краны благодаря своей надежности и долговечности, которая на порядок выше, чем у старых конструкций. Главное, чем обеспечивается надежность шаровых кранов в качестве запорной арматуры по сравнению с затворами с конусной пробкой – рабочая среда (вода) с твердыми абразивными частицами пропускается в шаровом кране мимо уплотняемых поверхностей через отверстие в сферическом затворе, на проход, а в кране с конусной пробкой –вокруг нее.

Притертая пробка конусного крана уже через несколько циклов открывания/закрывания может потерять герметичность из-за абразивного воздействия нерастворимых механических примесей в рабочей среде, омывающей уплотняющую поверхность. Кроме того, пробковые краны имеют значительное гидравлическое сопротивление.

Шаровые же краны (с полнопроходным сечением, которое примерно совпадает с условным диаметром трубы Ду) в открытом виде практически не оказывают сопротивления потоку. Частично проходные шаровые краны – специальное решение, которое применяется там, где нужно намеренно ограничить поток.

Частично проходные шаровые краны различают на:

• стандартнопроходные – круглое отверстие в сферическом затворе такой арматуры на один типоразмер меньше внутреннего диаметра трубопровода, пропускная способность шарового крана составляет от 70 до 90% потока;
• неполнопроходные – отверстие для пропуска потока значительно меньше внутреннего диаметра трубы, пропускная способность такого шарового крана снижается до 40-70%.

Шаровый кран предназначен для полного перекрывания потока, работает в режиме открыто/закрыто и не предназначен для дросселирования потока! Более того, производители шаровых кранов снимают их с гарантии, если у неисправного крана обнаруживаются признаки того, что он использовался для частичного перекрывания потока (в качестве регулировочного вентиля).

Шаровые краны были разработаны довольно давно, но лишь с появлением надежных уплотнений приобрели широкую популярность и массовый спрос. Уплотнения, применяемые в водопроводных шаровых кранах, изготавливаются из износостойкого нитрил-бутадиенового синтетического каучука (NBR, как правило, черного цвета) или тефлона (политетрафторэтилен, фторопласт, как правило, белого или желтоватого цвета) с термоприсадками и с добавками антифрикционных веществ (например, графита или дисульфида молибдена).

Благодаря улучшению технологии производства сферических затворов и современным материалам для уплотнений было достигнута высокая надежность, снижены усилия поворота затвора, повышена герметичность и обеспечена долговечность шаровых водопроводных кранов, что обусловило массовый спрос на них и предложение от большого числа фирм-изготовителей.

Главный элемент устройства шарового крана – подвижный и гладкий затвор сферической формы со сквозным круглым отверстием, служащим для прохода потока вещества, см. рис. 1.

Рис. 1. Схема водопроводного шарового крана

Сферический затвор (поз. 2) располагается в центральной части корпуса крана между седлами (поз. 3) – двумя спрофилированными уплотнительными кольцами. Затвор, в свою очередь, закреплен на поворотном штоке (поз. 5) с ручкой-рычагом (поз. 12) или двулепестковой ручкой (ручкой «баттерфляй»,«бабочка», поз. 6).

Для полного открывания или закрывания шарового крана нужно в определенную сторону повернуть затвор ручкой на 90° до упора.

В закрытом положении пропускное отверстие в шаровом затворе располагается перпендикулярно оси корпуса и трубопровода. При открывании затвора отверстие в нем занимает положение вдоль оси трубы, создавая свободный проток через корпус крана. Положение ручки сразу позволяет понять, закрыт или открыт кран – в открытом положении рычаг или лепестки ручки-бабочки располагаются вдоль трубы (корпуса крана) и поперек – когда поток перекрыт.

Виды шаровых кранов

Помимо отношения диаметра пропускного отверстия по отношению к диаметру условного прохода Ду трубопровода шаровые краны (условно) подразделяют по различным признакам.

По способу крепления к трубе шаровые водопроводные краны делят на:

Муфтовые – присоединяются к трубам внутренней конической или цилиндрической резьбой. Обычно применяются во внутриквартирных и внутридомовых коммуникациях небольших диаметров (до 50 мм).

Сварные – присоединяются к трубам с помощью сварки. Это обеспечивает максимальную герметичность стыков и используется на ответственных и труднодоступных участках протяженных наружных магистралей. К этому виду арматуры относят и пластиковые шаровые краны, в которые ввариваются трубы из синтетического материала, например, полипропилена.

Фланцевые – монтируются на трубах с диаметром, как правило, более 50 мм с помощью разборных или неразборных фланцев. Фланцевый крепеж применяют там, где возможен частый монтаж/демонтаж трубопроводной арматуры, а также в помещениях, где запрещены сварочные работы.

Комбинированные – присоединяются к трубам разными способами. Такие изделия применяются в системах коммуникаций с разными соединениями – резьба/сварка, фланец/сварка и т. п., включая хомуты. По материалу корпуса краны шаровые разделяются на:

Латунные – также называемые металлическими, они встраиваются в стальные и пластиковые трубопроводы.

Пластиковые – встраиваются в трубопроводы из сантехнической пластмассы.

Силуминовые – изготавливаются из более дешевого и менее качественного аналога латуни – силумина, сплава алюминия с кремнием. Такие изделия отличаются хрупкостью и требуют осторожности при монтаже. Из-за склонности к образованию трещин их рекомендуется использовать только в трубопроводах холодной воды.

Порошковые – изготавливаются из цветных материалов методами порошковой металлургии – спекания под давлением; склонны к растрескиванию корпуса и срыву ниток резьбы.

По конструкции запорного элемента шаровые краны бывают:

С плавающим шаром – в таких изделиях сферическая пробка не плотно соединена со шпинделем и относительно него может смещаться. Под действием давления входного потока, закрытый затвор прижимается к уплотнительному кольцу на выходе, тем самым, перекрывая кран. Такая арматура используется в трубопроводах диаметром не более 200 мм, поскольку на линиях с большими диаметрами и давлением, затвор создает слишком высокую нагрузку на уплотнениях и работа крана затрудняется.

С шаром в опорах – в таких изделиях сферическая пробка имеет специальные опоры. Осевой выступ (цапфа) в нижней части шара входит в особое углубление, а седла под действием давления прижимаются к поверхности шарового затвора. Благодаря опорам усилия, необходимые для управления краном, значительно уменьшаются, что позволяет применять менее мощные приводные устройства, чем в случае с кранами с плавающим шаром. Из-за более сложной конструкции устройства такого типа стоят намного дороже обычных шаровых кранов.

С дополнительными функциями – например, для стравливания воздуха, с дренажем, с фильтром, с регулятором и т. д.

Материал корпуса шарового крана

Самое главное, на что следует обратить внимание при приобретении шарового крана для водопровода – это материал корпуса. Для внутридомового водопровода лучшим материалом признана латунь, а не цинково-алюминиевый сплав (ЦАМ), предлагаемый некоторыми недобросовестными производителями. Сплав ЦАМ содержит порядка 96-98% цинка, 2-3% алюминия и до 1% меди и значительно легче латуни (удельный вес ЦАМ – 6,7 г/см³, а у латуни 8,4÷8,7 г/см³). Цинково-алюминиевые изделия широко применяют в автомобильной промышленности (карбюраторы, арматура для масло- и бензопроводов), но использовать их для водопроводов нельзя. Кран из ЦАМ в домовом водопроводе просто рассыплется через год-два на куски (рис. 2). Причина этого довольно проста – цинк на самом деле корродирует в воде самым первым из других металлов в изделии. Для масла и углеводородных жидкостей ЦАМ имеет достаточную коррозионную стойкость, а в воде – нет, цинк защищает другие металлы от коррозии, соединяясь с водой первым.

Рис. 2. Кран из цинково-алюминиевого сплава (ЦАМ) через 2 года эксплуатации

Отличить, сделан ли кран из латуни или из ЦАМ можно по весу: кран из ЦАМ заметно легче. Но сравнивать по весу конструктивно подобные краны надо без ручек – недобросовестные производители часто «компенсируют» недостаток веса применением более массивного рычага (ручки) из крашеного черного металла.

Латунь имеет характерную желтизну. Если шкуркой или надфилем слегка снять гальванопокрытие на корпусе крана, то можно увидеть, латунь ли это. Цвет ЦАМ – серебристый, не меняющийся при окислении. Безопаснее всего приобретать кран, у которого естественный цвет латуни виден на каком-либо участке без гальванопокрытия, (рис. 3).

Рис. 3. Естественный цвет латуни виден на резьбовом патрубке крана Valtec Base

Качественные латунные шаровые краны обычно изготавливают методом горячего объемного прессования из свинцовосодержащей латуни марки CW617N по EN 12165, похожей по составу на латунь марки ЛС59-2 по ГОСТ 15527. Это способ предпочтительнее центробежного литья под давлением, так как горячепрессованные детали намного прочнее литых. Латунные детали кранов из прутка (шаровой затвор, шток, сальниковая гайка), как правило, делаются из латуни марки CW614N (ЛС 58-3), см. таблицу 1. Краны с корпусами из нержавеющей стали применяются в пищевой промышленности и излишне дороги для водопроводной арматуры.

Таблица 1. Состав латуни для водопроводных шаровых кранов

Сальниковые узлы

Сальниковый узел шарового крана обеспечивает его герметичность по отношению к внешней среде. Конструктивные решения этих узлов могут быть различными (таблица 2) и во многом именно они определяют эксплуатационные свойства крана.

Таблица 2. Распространенные конструкции сальниковых узлов шаровых кранов

Самой надежной и практичной на сегодня день признана конструкция с прижимной гайкой с наружной резьбой, см. поз. 7, таблица 2, она применяется, в частности, в кране Valtec Base.

При выборе крана следует учитывать, что шаровые краны с неремонтопригодными сальниковыми узлами прослужат до первой протечки по штоку, после чего весь кран подлежит замене.

У крана, в котором шток вставлен снаружи, а не изнутри корпуса, давление может выбить этот шток. С одной стороны, такое решение делает кран ремонтопригодным, но с другой стороны, имеется опасность выбивания штока давлением рабочей среды. Сальниковая гайка может не удержать шток от выдавливания – незаконтренное резьбовое соединение под действием продольной силы в условиях знакопеременных нагрузок и вибрации стремится к раскручиванию даже при самотормозящей резьбе.

При вибрации сила трения в резьбе существенно ослабевает, что ведет к самопроизвольному раскручиванию. Такая же проблема возникает в накидных гайках обжимных фитингов. Именно поэтому их полагается время от времени докручивать.

Сила давления рабочей среды стремится вытолкнуть шток шарового крана из сальникового патрубка. Если шток вставлен изнутри – эту выталкивающую силу воспринимает буртик штока, опирающийся на корпус крана (рис. 4; поз. 5, 7 табл. 2).

Когда шток вставлен снаружи, выталкивающую силу воспринимает резьба сальниковой гайки (рис. 5). Вибрации крана и знакопеременные температурные нагрузки приводят к самопроизвольному откручиванию сальниковой гайки и появлению течи. При отсутствии должного контроля гайка может частично выйти из резьбового зацепления. В этом случае при малейшем скачке давления часть резьбы, оставшаяся в зацеплении, будет смята и шток будет выбит из крана.

Самый неудачный вариант сальникового узла – если опорный буртик штока смещен вверх и прижимается сальниковой гайкой (рис. 6). В этом случае, по замыслу конструкторов, сальниковая гайка одновременно выполняет функцию ограничителя хода штока и прижимного элемента в уплотнении.

Кроме возможного выбивания штока давлением, в данной конструкции добавляется опасность полного заклинивания шара штоком. Это может произойти при пережатии уплотнения сальниковой гайкой.

Шаровый затвор

В большинстве латунных шаровых кранов для внутридомовых водопроводов затвор представляет собой шар (рис. 7 А). Иногда снизу затвора выполняют круговую проточку (рис. 7. Б). При этом под затвором образуется «отстойник», где неизбежно будет скапливаться шлам. Если в кране с обычным шаром расстояние от поверхности затвора до стенки корпуса везде примерно одинаковое, то в шаре с проточкой появляется зона малых скоростей потока, что приводит к осаждению нерастворимых частиц.

Иногда шар обтачивают в псевдокуб, протачивая еще и его боковые стороны (рис. 7 В). Это решение применимо для кранов, которые редко используются для открывания/закрывания потока, поскольку кромки боковых проточек при частом повороте затвора могут деформировать или повредить кольца седельных колец, что существенно сократит срок службы крана.

Для борьбы с пресловутой «сальмонеллой» и устранения застойной зоны в нижней глухой проточке, как показано на рис. 7 Б, производители в последнее время стали выпускать краны со сквозным отверстием в нижней части шарового затвора (рис. 7 Г). Однако в этом случае сальниковый узел при открытом кране может подвергаться воздействию гидравлических ударов без их ослабления.

Рис. 7. Сечения шаровых затворов

Для уплотнений шаровых кранов применяется тефлон, он почти полностью вытеснил остальные материалы. Тефлон – достаточно дорогой материал, поэтому на нем пытаются сэкономить. Толщина тефлоновых колец в седлах крана может быть настолько мала, что при повышении температуры тефлон из кольца превратится в некую волнообразную структуру, не способную выполнять функцию уплотнения.

Уплотнительные элементы из тефлона дешевых марок отличает зернистость и шероховатость, что заметно визуально. Такой тефлон прослужит недолго, так как может выкрашиваться кромками шарового затвора.

Тефлоновые седельные кольца предварительно обжаты. Рабочая кромка кольца при этом деформируется, принимая сферическую форму. В связи с этим, шаровой кран должен открываться и закрываться с некоторым усилием. Если кран открывается совершенно свободно, это свидетельствует либо о недостаточном усилии предварительного обжатия, либо о том, что под седельные кольца установлены «демпферы» из эластомера. Эластомеры имеют меньшую температурную стойкость и долговечность сравнительно с тефлоном, т. к. эластомер со временем уменьшает предварительное поджатие, его материал «релаксирует» и впоследствии теряет свои уплотняющие свойства.

Шаровой затвор постоянно находится под воздействием потока рабочей среды, в которой могут присутствовать нерастворимые абразивные частицы, «бомбардирующие» поверхность затвора. Поэтому важно, чтобы наружная поверхность затвора имела высокую твердость. Особенно страдает шаровый затвор, если его используют для регулирования потока и устанавливают в промежуточном положении (рис. 8).

Рис. 8. Шаровой затвор крана после года интенсивной эксплуатации

Для снижения абразивного износа поверхность затвора, как правило, имеет полированное твердое гальванопокрытие из хрома. Хром наносится на медную или никелевую подложку. Её отсутствие резко снижает срок службы крана. При гальванизации хром осаждается в виде «островков», между которыми имеется сетка микротрещин. При эксплуатации эти микротрещины заполняются продуктами коррозии подслоя (медь или никель) и таким образом получается прочное монолитное покрытие.

В последнее время появились шаровые краны с тефлоновым покрытием шарового затвора. Тефлоновое покрытие предназначено в основном для уменьшения трения при повороте затвора. Даже кратковременная эксплуатация этих кранов выявляет крайне низкую стойкость такого покрытия из-за недостаточной твердости тефлона в условиях потока рабочей среды с механическими включениями. Часто для затвора используется не коррозионностойкая латунь, а черный металл. Это можно проверить отверткой с магнитным наконечником. Качественный сферический затвор должен быть отлично отполирован и быть зеркально-блестящим, а не матовым.

Конструкция шарового крана

Несмотря на кажущуюся простоту, шаровый кран имеет ряд конструктивных особенностей.

Рис. 9. Продольный распил корпуса шарового крана

На рис. 9 видны следующие элементы конструкции корпуса:

а – резьба, соединяющая корпус крана с резьбовой полумуфтой, должна иметь не менее трех ниток. Как правило, это метрическая резьба с шагом 1,25 мм;
b – длину присоединительной трубной резьбы для кранов из горячепрессованной латуни допускается уменьшать на 10%. В частности, для кранов с номинальным диаметром 1/2″ размер «b» должен составлять не менее 11 мм;
с – минимальная ширина буртика, ограничивающего присоединяемую трубу в муфтовом патрубке крана при завинчивании;
d – минимальная толщина стенки корпуса для заявленного номинального давления (PN) у литых кранов «d» должна быть примерно втрое больше по
сравнению с кранами с горячепрессованными корпусами.

Рис. 10. Регулирование потока шаровым краном

Регулирование потока шаровым краном не допускается, поскольку кроме активного износа уплотняющей поверхности (см. рис. 8) шаровые краны имеют весьма тонкую стенку корпуса. Она способна выдержать заявленные в паспорте давления и температуру, но, при попытках использовать шаровой кран в качестве регулирующего органа, стенка не в состоянии противостоять длительному воздействию кавитации дросселированного потока и разрушению стенок корпуса абразивными частицами (рис. 10) в напорной зоне.

Крепление рукояти

Даже такая незначительная особенность, как способ крепления рукояти шарового крана, может сказаться на его долговечности и безопасной эксплуатации.

Рис. 11. Узлы крепления рукоятки шарового крана

На рис. 11 представлены наиболее распространенные конструктивные решения этого узла. Самым надежным считается крепление с самоконтрящейся гайкой (рис. 11 В). Интегрированное в гайку полиэтиленовое кольцо с внутренним диаметром, меньшим, чем диаметра штока, предотвращает самопроизвольное откручивание гайки из-за переменных усилий и вибрации трубопровода. Крепление рукояти обычной гайкой (рис. 11 Б) требует обслуживания: время от времени гайку приходится подтягивать. Слабая затяжка гайки превращает рукоять в рычаг, которым можно сломать шток. Наименее удачным является узел, в котором рукоять крепится винтом (рис. 11 А). Внутренняя продольная резьба в штоке значительно его ослабляет, т. к. ее живое сечение (по впадинам резьбы) чрезвычайно мало (рис. 12).

Рис. 12. Излом штока по внутренней резьбе

Виды шаровых кранов

Компании, производящие шаровые краны для внутридомовых водопроводных инженерных систем, обычно предлагают нескольких серий кранов разных типоразмеров, каждая из которых рекомендована для строго определенных условий эксплуатации. В таблице 3 приводится перечень типов шаровых кранов VALTEC, которые многие годы успешно эксплуатируются в нашей стране.

Таблица 3. Серии шаровых кранов производства VALTEC

Маркировка на корпусе шарового крана

На внешних сторонах корпуса шарового крана производители обязательно наносят ряд обозначений (см. рис. 13). Все маркировочные символы должны быть максимально четкими. Расплывчатость и нечеткость обозначений может свидетельствовать об изношенности форм или о том, что перед покупателем – дешевая подделка.

Рис. 13. Маркировка на корпусе шаровых кранов

На шаровом кране обычно указываются:

Эмблема (торговый знак, клеймо) компании-производителя – обязательный атрибут качественного изделия.
DN – номинальный диаметр, который может быть указан в миллиметрах (15, 20, 25, 32, 40 и 50 мм), или в дюймах (например, ½, ¾, 1, 1 ¼, 1 ½ и 2”).
PN – рабочее давление в барах. В зависимости от диаметра и конструктивных особенностей конкретного изделия, это значение может находиться в пределах от 15 до 40 бар.
Материал корпуса – марка латуни по EN.
Дата производства изделия – 04/11.

Устранение неисправностей шаровых кранов

Несмотря на простоту конструкции и длительный ресурс, запорная арматура шарового типа может сломаться. В определенный момент шаровые краны могут перестать герметично перекрывать воду или поворачиваются с большим трудом. Это первые признаки износа таких изделий, длительность эксплуатации которых часто уменьшается из-за жесткости воды, к тому же содержащей механические загрязнения и абразивные частицы.

Видео. Устранение неисправности в шаровом кране VALTEC BASE

С течением времени соли откладываются на внутренних частях изделия, в том числе – и на запорной сфере, и она при повороте начинает царапать уплотняющие кольца. Со временем вся поверхность затворной сферы будет постепенно покрываться налетом, контаминанты могут внедряться в поверхность уплотнителя, которые затем царапают сферическую поверхность затвора. В результате этих двух процессов герметичность крана может нарушиться. Почему шаровой кран не пригоден для регулирования потоков и должен эксплуатироваться в полностью открытом/закрытом положении, описано выше.

Процесс осаждения солей жесткости на поверхность затвора быстрее протекает в трубопроводах систем горячего водоснабжения и отопления. Особенно – в централизованных городских сетях, где качество теплоносителя обычно оставляет желать лучшего. В процессе монтажа перед кранами рекомендуется устанавливать фильтр грубой очистки воды. Это несколько защитит запорный элемент от износа мелкими частицами ржавчины.

Защитить шаровые краны от налета можно только путем качественной водоподготовки. В качестве профилактики, раз в квартал, а лучше – раз в месяц, шаровой кран нужно несколько раз проворачивать из одного крайнего положения в другое, чем снять отложения.

Если шаровой кран внезапно перестал работать вообще, то дело может быть не во внутренних неисправностях, а в поломке его ручки (рычага) и износа ее посадочного отверстия. Чтобы убедиться в исправности самого крана нужно открутить крепежный винт, снять рукоять и попробовать провернуть шток изделия разводным ключом или плоскогубцами. Если шток заблокирован, то арматурный элемент надо заменить.

Если при повороте ручки в положение «закрыто» вода продолжает поступать, то вероятнее всего произошло налипание солей на затворную сферу. Такой кран нужно заменить. Для восстановления частичного функционирования нужно несколько раз повернуть ручку в крайние положения, если необходимо – с использованием инструмента, соблюдая осторожность, чтобы не сломать изделие.

Если шаровый кран потек по штоку, то поступать в этой ситуации нужно в зависимости от конструкции сальникового узла (см. табл. 2). Резиновые уплотнительные кольца со временем теряют свои герметизирующие свойства, теряют эластичность, вследствие чего возможно протекание. Исправить эту неполадку можно только на шаровых кранах с сальниковой гайкой. Для этого ее нужно подтянуть, предварительно сняв ручку изделия. Если кран не снабжен сальниковой гайкой, его придется менять на новый целиком. Кроме того, течь может возникнуть и по причине появления трещины в корпусе или по резьбовой муфте. Такие неисправности характерны для дешевых изделий из довольно хрупкого силумина – со временем микротрещины, образованные при монтаже и затяжке резьбы, разрастаются. Очевидно, что такой кран нужно заменить как можно быстрее.

В целом же шаровые краны – надежные и долговечные изделия для водопроводных внутридомовых систем. Это явно не то устройство, на котором можно сэкономить – последствия от того, что кран, отсекающий магистраль, неожиданно перестанет исправно функционировать, очевидно, будут дороже разницы в цене между качественным изделием и дешевой подделкой. Выбрав кран от изготовителя с проверенной репутацией, следует применить его точно по назначению и соблюсти рекомендации по эксплуатации и монтажу. В таком случае шаровый кран прослужит долгое время без поломок и неожиданностей.

Читайте статьи и новости в Telegram-канале AW-Therm. Подписывайтесь на YouTube-канал.

Просмотрено: 15 672

---

Вас может заинтересовать:

Вам также может понравиться

Заказ был отправлен, с Вами свяжется наш менеджер.

Устройство шарового крана для воды

Водопроводная система сегодня имеется практически во всех жилых помещениях. Подобные коммуникации включают в себя различные устройства, одним из которых является кран. Именно с помощью такой запорной арматуры можно перекрыть или открыть доступ воды. В продаже имеются различные конфигурации водопроводных кранов, но в последнее время большой популярностью стали пользоваться шаровые устройства. Это обуславливается их надежностью и долговечностью. В данной статье речь пойдет как раз о таких узлах водопровода. Здесь будет рассказано о том, каково устройство шарового крана для воды, его плюсы, минусы, особенности монтажа и эксплуатации.

Устройство шаровой конструкции

Шаровой кран в разрезе

Если говорить о конструкции шарового водопроводного крана, то она достаточно простая. Внутри корпуса, который может быть выполнен из различных материалов, помещается шарообразный картридж. В нем могут быть два или три отверстия. Если кран служит для подачи только холодной или горячей воды, то отверстия два. Через одно из них вода поступает из водопроводной системы в кран, а через другое вытекает в раковину. Если кран выполняет роль смесителя, то отверстия три. Через два поступает горячая и холодная вода, а через третье отверстие, уже смешавшись, вода вытекает в раковину.

Для управления напором вытекающей воды в смесителе используется рычаг. Поднимая его вверх, мы увеличиваем напор, а опуская рычаг, уменьшаем количество поступающей воды. Также при помощи этого устройства регулируется температура. Поворачивая рычаг влево или вправо, мы подаем больше горячей или холодной воды.

Устройство шарового крана

Кроме корпуса, шарового картриджа и рычага управления в составе крана (в зависимости от модели) могут присутствовать следующие элементы:

• кулачек и кулачковая шайба;
• уплотнительные кольца;
• седла клапанов с пружинами.

Дизайн шарового крана может быть самым разным. Сегодня выпускают большой ассортимент подобных изделий. Причем такие устройства можно использовать не только в водопроводе, но и в системах отопления и подачи газа.

При изготовлении шаровых кранов могут использоваться различные материалы. А именно:

• латунь. Этот металл очень давно применяется для изготовления запорной арматуры. Он хорошо себя зарекомендовал и сегодня пользуется большой популярностью;
• различные марки стали. Такие шаровые краны также можно часто встретить в быту, хотя больше всего они используются в промышленности и при монтаже трубопроводов;
• пластик. Это современный материал, который стал встречаться не так давно. Пластиковые шаровые краны не боятся коррозии. Но такие изделия используются только в водопроводе с холодной водой. Пластик может деформироваться при высоких температурах.

Преимущества шаровых кранов

Шаровой смеситель в разрезе

Еще совсем недавно шаровые краны не пользовались большой популярностью. Но в последнее время такие изделия можно встретить практически в каждой квартире. Это связано с использованием в их производстве современных материалов, что значительно повысило надежность шаровых кранов.

Но кроме своей надежности, такая запорная арматура имеет и другие преимущества:

• большой срок эксплуатации. Благодаря использованию в производстве современных и надежных материалов, шаровые краны служат пять и более лет без серьезных поломок;
• обладают большой степенью герметичности. Сама конструкция крана позволяет избежать проблемных мест, поэтому протечки случаются редко;
• удобная эксплуатация. Если у вас на кухне или в ванной стоит шаровой смеситель, то настроить температуру воды не составит большого труда. Нет необходимости двумя руками крутить оба «барашка», все можно сделать одной;
• простой монтаж. Современные шаровые краны можно установить самостоятельно, без привлечения слесаря;
• привлекательный внешний вид. Красивая ручка управления, плавные линии и изящные черты изделия дают возможность органично вписать его в любой дизайн.

Устройство шарового смесителя

Если говорить о недостатках, то их практически нет. Единственная предосторожность – вода в системе водопровода не должна содержать большого количества примесей. Если их будет слишком много, то фторопластовые прокладки могут быстро выйти из строя. Поэтому многие специалисты рекомендуют устанавливать фильтры для воды на подсоединении вашего водопровода к стояку.

Специалисты рекомендуют устанавливать фильтры

Обратите внимание! Обычные краны не так чувствительны к грязной воде, но мусор, все же, может попасть под резиновый уплотнитель, и кран начнет течь.

Как правильно выбрать шаровой кран

Смеситель для ванной

Шаровые краны в последнее время пользуются большим спросом. Поэтому именно такие изделия очень часто подделывают. Покупая новый кран нужно быть особо внимательным, в противном случае вам придется уже через полгода снова идти в магазин.

Чтобы не тратить лишние деньги на покупку подделки, нужно следовать некоторым рекомендациям от специалиста. А именно:

• в магазинах выбор кранов очень большой. Чтобы не отвлекаться на поиск подходящей модели, лучше определиться заранее. С ассортиментом выпускаемых изделий легко познакомиться на просторах интернета. Здесь можно заранее определиться с моделью крана, и выбрать дизайн которой вам наиболее понравился;
• найдя в магазине понравившуюся модель, внимательно ознакомьтесь со всеми нанесенными маркировками. Сверьте их с теми, которые были на интернет-страничке производителя. Также познакомьтесь с документацией;
• затем внимательно осмотрите сам корпус крана. На нем не должны присутствовать трещины, сколы и наплывы. Если таковые имеются то, скорее всего, изделие было выполнено кустарным способом и является подделкой;
• попробуйте с помощью небольшого магнита проверить материал, из которого выполнен кран. Для бытовых нужд, в основном, используются латунные изделия. Если кран сделан из стали (магнит к нему притягивается), то это обстоятельство должно насторожить;
• ну и, конечно, обратите внимание на стоимость крана. Хорошее и качественное изделие не будет стоить дешево. Можно приобрести кран и за небольшие деньги, но в этом случае есть риск прийти в магазин снова уже через пару месяцев.

Дизайны разнообразны

Не стоит забывать и о репутации. Лучше приобрести шаровой кран от известного производителя. Такие фирмы заботятся о своей репутации и строго следят за качеством своих изделий.

Читайте также:

Как выбрать смеситель для ванной

Видео

элементы и принцип действия 🚩 Ремонт квартиры

Изобретено такое устройство, как шаровый кран, было достаточно давно — около 100 лет назад. Однако первоначально широкого распространения эта разновидность арматуры не получила. Использовать устройства этого типа повсеместно стали относительно недавно — после изобретения искусственного каучука и второпласта.

Устанавливаться шаровые краны могут при сборке как бытовых, так и промышленных коммуникационных систем. В некоторых случаях они выполняют функции запорной арматуры, в других — регулирующей.

Использоваться устройства этого типа могут, к примеру, при монтаже:

• отопительных сетей;
• канализационных систем;
• при прокладке нефте- и газопроводов;
• при сборке пароподающих магистралей;
• в котельных и т.д.

И разумеется, в быту и на производстве краны такой конструкции очень часто устанавливаются при сборке холодных и горячих водопроводов.

Несмотря на высокую степень надежности и отличные эксплуатационные качества, устройство арматура этого типа имеет достаточно простое. Основными элементами конструкции водопроводного шарового крана являются:

• запорный сферический механизм с перфорацией;
• параллельные седла, фиксирующие запорный механизм при эксплуатации крана;
• рукоятка;
• шток, соединяющий ручку с запорным механизмом;
• гайка регулировки штока;
• цельносварной или сборный корпус.

Отверстия в запорных механизмах таких устройств могут иметь разный диаметр. Существует, к примеру, стандартнопроходная арматура этого типа. Затвор таких кранов в перфорации имеет диаметр 70-80% сечения труб магистрали. Но в водопроводных сетях чаще всего используется все же полнопроходная арматура этого типа. Диаметр отверстия перекрывающего механизма таких устройств равен сечению магистралей.

Уплотнительные седла-втулки в конструкции водопроводных кранов этой разновидности для обеспечения надежной фиксации шара изготавливаются из разного рода эластичных прочных полимерных материалов. Чаще всего это синтетический каучук, фторопласт или тефлон.

Ручками водопроводные краны шаровые могут дополняться рычажными или же вида «бабочка». Первая разновидность рукояток считается более удобной в использовании. Устройства с «бабочками» врезаются обычно только в таких местах разводки, где из-за недостатка места невозможен поворот рычажной рукоятки.

Стыкуются шаровые краны с трубопроводом через предусмотренные по обеим сторонам корпуса патрубки. Эти конструктивные элементы в свою очередь бывают:

• муфтовыми;
• сварными;
• фланцевыми.

При монтаже бытовых водопроводов обычно используется муфтовая арматура этого типа. Резьба на патрубках таких кранов может нарезаться как изнутри, так и снаружи.

Функционирует водопроводная арматура этого типа по довольно-таки простому принципу. При повороте ручки запорный механизм такого устройства вращается вокруг своей оси. Как только шар поворачивается отверстием к патрубкам и входу труб, рабочая среда начинает свободно проходить сквозь кран. Если же запорный механизм расположится к выходам устройства стенкой, поток воды будет перекрыт.

При разном положении ручки патрубки крана перекрываются или полностью, или частично. Таким образом становится возможной регулировка прохождения через устройство рабочей среды.

Вариантов конструкции шаровых кранов существует достаточно много. Но чаще всего при сборке разного рода коммуникаций используется арматура этого типа:

1. Латунная с разборным корпусом. Именно эта разновидность шаровых кранов чаще всего применяется при монтаже бытовых водопроводных и отопительных систем. Стоят такие устройства относительно недорого. Поэтому при поломке их обычно не ремонтируют, а просто меняют на новые.
2. Стальная с цельным корпусом. Этот вид кранов отличается повышенной степенью надежности и используется обычно на разного рода промышленных объектах на важных участках магистралей.
3. Стальная с разборным корпусом. Краны этого типа также чаще всего используются в промышленности. Особенностью таких шаровых кранов является прежде всего то, что их можно ремонтировать без необходимости демонтажа с трубопровода.

Запирающий шар в арматуре этого типа, в зависимости от ее назначения, может быть:

• фиксированным;
• подвижным.

В первом случае запорный механизм крана закрепляется на штоке неподвижно. При этом уплотнения, обеспечивающие герметичность устройства, прижимаются к шару болтами или пружиной тарельчатого типа.

Определенным недостатком кранов этой разновидности считается то, что их иногда бывает сложно открывать и закрывать. Для облегчения этой задачи в фиксаторах такой арматуры в некоторых случаях могут предусматриваться шариковые подшипники.

Подвижный запорный механизм в кранах может перемещаться в результате оказываемого на него давления воды. Это в свою очередь обеспечивает дополнительное уплотнение.

Для сборки водопроводов чаще всего используются шаровые краны с подвижным перекрывающим механизмом. Однако и устройства с фиксированным шаром при монтаже таких коммуникаций также иногда могут применяться.

По этому признаку шаровые краны делятся на:

• ручные;
• механизированные.

Механизированные шаровые краны, в большинстве случае имеют значительный диаметр и могут дополняться гидравлическими, пневматическими или электрическими приводами. Но в быту при монтаже водопроводов, конечно же, используются только небольшие шаровые краны с ручным приводом.

Чаще всего при сборке систем водоснабжения используется арматура этого типа с двумя патрубками. Но иногда такие коммуникационные сети монтируют с применением также и кранов, имеющей один вход и два выхода.

Устанавливаются трехходовые водопроводные шаровые краны там, где существует необходимость в распределении потока рабочей среды. В полностью открытом положении затвора такого устройства вода поступает в оба принимающих трубопровода. При повороте рукоятки могут перекрываться или одна, или обе магистрали.

Согласно ГОСТ 9544, вся запорно-регулирующая арматура этого типа подразделяется на следующие классы:

• «А» — абсолютно герметичные краны;
• «В» — устройства с допустимой интенсивностью протечек не более 0.0006*ДУ (мм) см³/мин;
• «С» — краны, с протечками максимум 0.0018*ДУ (мм) см³/мин;
• «D» — арматура с интенсивностью протечек до 0.006*ДУ (мм) см³/мин.

Как уже упоминалось, обычную шаровую арматуру малого диаметра при поломке в большинстве случаев не ремонтируют, а меняют на новую. При покупке крана в первую очередь стоит обращать внимание на:

• диаметр патрубков;
• расположение резьбы на патрубках;
• материал изготовления корпуса и запорной сферы.

Диаметр патрубков, а также расположение резьбы на них (внутри или снаружи) должны подбираться в зависимости от конструкции вывода водопроводных труб в доме.

В плане материала изготовления при выборе шарового крана в первую очередь нужно ориентироваться на марку производителя. В принципе, все компании, поставляющие на рынок такую продукцию, делают ее из латуни. Однако, к примеру, китайские производители, помимо этого металла, при изготовлении шаровых кранов часто используют еще и силумин.

Этот сплав, к сожалению, со временем способен из конструкций шаровых устройств вымываться. А это в свою очередь значительно снижает надежность подобной арматуры. Поэтому приобретать для дома лучше все же более надежные краны от европейских или на крайний случай турецких производителей.

Также при выборе шарового крана стоит обратить внимание и на толщину стенок его патрубков. У изделий изготовленных в Китае этот показатель обычно составляет 2.5-2.6 мм. Такие краны подходят разве что, к примеру, для дачных, не слишком часто используемых коммуникационных систем. Для городской квартиры, скорее всего, лучше все же будет приобрести устройства от турецких производителей с толщиной стенки от 2.8 мм или же европейских, у которых этот показатель составляет 3.4-3.5 мм.