Шаровые краны: виды, функции, использование

Среди большого разнообразия запорной аппаратуры шаровые краны пользуются особой популярностью, благодаря своей надежности и удобству. Изобретен этот вид крана был более века назад, но популярность приобрел относительно недавно, с появлением полимерных материалов. Используются их в быту и на производственных предприятиях. Рассмотрим устройство шарового крана для воды подробнее и разберемся, как выбрать действительно надежный и долговечный вариант.

Шаровый кран применяется в качестве запорной (отсекающей) арматуры на трубопроводах подачи воды, в том числе и горячей, а также в системах отопления. Простой принцип действия обеспечивает долговечный срок службы и удобство эксплуатации.

Все чаще, вместо обычных кранов используются шаровые, так как последние более надежны, реже требуют ремонта и очень удобны в эксплуатации. Но, как и любые устройства, он может сломаться. Не зная его устройство, за ремонт браться не стоит. Поэтому сначала нужно понять, как он работает.

Классификация

Шаровые краны можно разделить на две разновидности:

• водопроводный;
• смеситель.

Краны могут устанавливаться между элементами водопровода, а также являться конечной точкой. В первом случае, они будут запорными, во втором выполняют функции точки водоразбора, их устанавливают в том числе и в жилых домах и квартирах – на кухнях и ванной. Второй вариант, чаще всего, представлен смесителями.

Смеситель – это механизм, который используется для смешивания двух потоков воды – холодной и горячей. Таким образом, смеситель применяется для регулировки не только напора подачи воды, но и для регулировки температуры потока. Запорные шаровые краны делятся на:

• проходные, устанавливаемые на прямых участках трубопровода;
• угловые, монтируемые на повороте трубопровода под углом 90 градусов;
• трехходовые, используемые для разделения потока на две части. Разделенные потоки направляются в разные ветви трубопровода.

Классификация шаровых кранов

Пропускной диаметр крана определяет его проходимость. По этому параметру различают полнопроходные и неполнопроходные изделия:

• Полнопроходной кран имеет отверстие такого же диаметра, как диаметр трубы. Арматура обеспечивает сохранение напора потока с низким уровнем гидравлического сопротивления.
• Неполнопроходной кран имеет диаметр отверстия в шаре меньше, чем диаметр трубы, куда монтируется арматура. Из двух видов шаровых кранов для воды обычно выбирают неполнопроходные изделия, поскольку они дешевле.

Достоинства неполнопроходных кранов — низкая цена, небольшой вес и компактность. Однако эти плюсы достигаются в ущерб сроку эксплуатации и удобству. Если даже небольшая потеря носителя недопустима, лучше выбрать полнопроходный кран.

Тип присоединение крана к трубопроводу имеет особую важность. Метод и особенности соединения влияют на дальнейший ремонт, герметичность стыков и особенности эксплуатации системы в целом. Возможные варианты:

• Приварные краны изготавливают из стали в соответствии с нормативами ГОСТ. Чтобы поставить кран, не нужно думать о резьбе, достаточно приварить изделие на подготовленный отрезок трубы. Приварная арматура применяется для агрессивных сред, где важна защита от разгерметизации системы. Минус — при выходе изделия из строя нужно отрезать весь кран вместе с куском трубы и приваривать новое изделие.
• Фланцевые краны имеют большой диаметр, применяются для жидких и газообразных сред, не требующих идеальной герметизации. По конструкции фланцевые изделия бывают двухсоставными и трехсоставными. Трехсоставная конструкция значительно облегчает ремонт и эксплуатацию, поскольку позволяет менять прокладки без демонтажа арматуры.
• Муфтовые краны — присоединяются посредством резьбы, позволяют ремонт без полного демонтажа. Это наиболее распространенный вид шаровых кранов для водопровода в жилищно-коммунальном хозяйстве.
• Комбинированная арматура — на одном конце трубы может быть фланец, на другом приварная часть крана. Этот тип изделий максимально универсален и обеспечивает подгонку функциональности кранов к условиям эксплуатации в конкретном трубопроводе.

Краны могут изменять направление потока или никак на него не влиять. Также этот тип арматуры используется для объединения и разделения потоков. С учетом указанной функциональности, существует следующая классификация:

• Проходные изделия не изменяют направление рабочей среды.
• Угловые изделия рассчитаны на установку в точках изгиба и на труднодоступных участках трубопровода.
• Трехходовые краны — оснащены двумя входными патрубками и одним выходным патрубком. Простейший пример — смеситель для холодной и горячей воды.
• Многоходовые краны используются при разделении и смешении потоков.

Конструктивные особенности

Как и любой кран водопроводный, изделие имеет корпус с изливом и подвижный элемент. Корпус может иметь различную форму, в зависимости от дизайна изделия и его назначения. Подвижный же элемент у всех моделей одинаковый.

Это шар, полый внутри и обрезанный с двух противоположных сторон. Шар закреплен в уплотнительных кольцах. Через отверстие шара проходит вода, при этом, в кранах бытового назначения размер отверстия соответствует размеру трубы, поэтому их называют полнопроходными.

При полном открытии крана гидравлического сопротивления движению воды не возникает. Если шар будет повернут на 90 градусов, то проход для воды окажется полностью перекрытым.

Преимущества

Шаровые краны приобрели широкую популярность, благодаря своим конструктивным особенностям. Среди основных преимуществ:

• Продолжительный срок эксплуатации;
• Высокая степень герметичности;
• Эстетичность;
• Удобство эксплуатации и простота монтажа.

Кроме того, шаровые краны крайне редко требуют ремонта, как правило, срок безаварийной службы этих устройств составляет несколько десятилетий. Впрочем, разборные модели можно и отремонтировать, в случае возникновения неполадок. Ремонт можно произвести самостоятельно, поскольку их устройство несложное.

Совет! Шаровые краны рекомендуется устанавливать на трубопроводах, по которым транспортируется жидкость, не содержащая большого количества примесей. В противном случае, фторопластовые прокладки могут получить повреждения, и кран потребует ремонта.

Принципы работы и область применения шаровых кранов

Безотказный механизм работы шарового крана обеспечен его простой и функциональной конструкцией. Затвор, который представляет собой шар со сквозным отверстием, находится внутри седла (металлического или пластикового корпуса). Параметры отверстия должны совпадать с размерами хода и выхода шарового крана. Шаровой затвор соединен с рукояткой и вращается вместе с ней. Поворот шара происходит относительно собственной оси, которая как угодно располагается относительно потока. Процесс открывания и закрывания выглядит так:

• Когда отверстие шарового затвора находится в открытом для потока положении, вода течет свободно, без перепадов давления или иных препятствий.
• При повороте шарового затвора на 90 градусов (это происходит при закрытии крана), поток носителя сталкивается с глухой стенкой, движение прекращается.

Шаровые краны отличаются универсальностью и находят применение в трубопроводах, предназначенных для транспортировки различных носителей: газов, жидкостей, сред с включениями твердых частиц. Этот тип арматуры также пригоден для перекачки агрессивных сред, таких как битум, нефть, щелочи, кислоты, резина, этилен, пероксид водорода.

У шарового крана есть несколько важных достоинств:

• Небольшой вес и компактность.
• Удобство и долговечность.
• Конструкция работает при любой ориентации в пространстве.
• Исключение застоя водяного потока.
• Низкий уровень потери носителя при эксплуатации.
• Соблюдается высокая степень герметичности соединения с трубопроводом.
• Соотношение стоимости и качества в пользу потребителя.

Есть у этого типа арматуры свои недостатки. Например, без длительного употребления изделие может закиснуть, поэтому рекомендуется еженедельно открывать и закрывать кран. Если в носителе содержится большое количество посторонних примесей, может произойти засорение отверстия. Например, водопроводная вода с частицами ржавчины быстро выводит из строя краны.

Также следует учитывать, что шаровые краны в трубопроводах для подачи воды исправно работают только при плюсовой температуре окружающего воздуха. Если температура опустится ниже нуля, вода внутри труб превратится в лед, что приведет к разрыву шарового механизма от расширения носителя. Все перечисленные минусы можно избежать при грамотном выборе изделия с учетом типа трубопровода, вида носителя и условий эксплуатации.

Материалы изготовления кранов

Сегодня промышленность выпускает шаровые краны из различных материалов. Чаще всего, используется:

• Разные марки стали (углеродистая, нержавеющая, с модифицирующими добавками и пр.).
• Латунь и другие медные сплавы.
• Полимерные материалы.

Пластиковые

Краны из пластика – это относительно новый вид запорной арматуры. Для изготовления изделий используется полипропилен и полиэтилен. Основное их преимущество – устойчивость к коррозии, в том числе и при транспортировке агрессивных средств.

Однако они непригодны для установки на трубопроводы, по которым транспортируются горячие жидкости. При воздействии высокой температуры возможно деформация отдельных элементов и, как следствие, потеря герметичности.

Стальные

Краны со стальными элементами используются, как правило, на производстве и для оборудования магистральных трубопроводов. Этот тип изделий допускается использовать при необходимости транспортировки горячих жидкостей, а также жидкостей под давлением.

Из латуни

Латунные краны – это самый распространенный вид, их широко применяют как в быту, так и на производстве. Их изготавливают по двум технологиям – с использованием литья или ковки. Как правило, более надежным вариантом являются кованые изделия, так как в процессе выполнения литья могут образоваться области с неоднородной структурой металла.

Поскольку в состав сплава входят свинец и цинк – материалы, которые сильно подвержены воздействию коррозии, то на изделия гальваническим способом наносят слой защитного покрытия.

Совет! Рекомендуется использовать там, где температура среды не превышает 150 градусов. В противном случае наступает «вымывание» металла и материал приобретает пористость.

Характеристики и размеры

Как было сказано выше, перед покупкой рекомендуется ознакомиться с размерами запорных устройств. Например, классификация шаровых кранов для воды исходит из диаметра пропускного прохода внутри изделия. Кроме того, устройства различаются по типу резьбового покрытия и показателя рабочего давления.

Узнав размер внутреннего прохода шарового крана можно определить цели и частоту использования запорного механизма. Так, механизмы с размером в 1, 1,25 или 1,5 дюйма указывают на нечастое использование и не рассчитаны на постоянные нагрузки. В ином случае устройство выйдет из строя.

В быту применяются изделия с диаметром в 0,5 (около 12, 5 мм) или 0, 75 дюйма. Первый вариант отлично подходит для водоснабжения, а второй — для отопительных систем с циркулярным насосом. Если же циркуляция основана на естественной рабочей среде, потребуются трубы с диаметром 40-50 мм. В ином случае можно обойтись и более узкими изделиями.

Конечно, существуют и другие модели с ещё большим диаметром, но они устанавливаются сугубо на производстве или на специальных объектах. В быту же вполне достаточно изделий с диаметром от 0, 5 до 1, 5 дюйма.

Как выбрать качественный кран?

При покупке нужно внимательно отнестись к выбору, чтобы случайно не приобрести подделку. Нужно сказать, что шаровые краны пользуются большим спросом, поэтому изделия известных фирм нередко подделывают в кустарных условиях. Естественно, что поддельные краны не прослужат долго, поэтому нужно внимательно осмотреть изделие перед покупкой. Полезные рекомендации:

• Сначала стоит посмотреть информацию о кранах и смесителях в интернете. Выбрав подходящую модель, следует запомнить размер и вес изделия, а также особенности маркировки.
• Придя в магазин, нужно будет внимательно осмотреть модель и проверить соответствие маркировки оригиналу. Вся информация должна быть изложена четко, без искажения в надписях.
• Далее нужно будет осмотреть корпус изделия для выявления трещин, неровностей, наплывов и прочих дефектов. Толщина стенок корпуса должны быть одинаковой.
• Теперь нужно при помощи небольшого магнита, проверить из чего изготовлен корпус – из стали или латуни. Поскольку стальных кранов для бытового использования не выпускается, то наличие магнитных свойств у металла корпуса должно насторожить.
• Конечно, определить «на глаз» качество материала, из которого изготовлен корпус, для этого потребуется, как минимум распилить кран, но продавцы естественно не позволят это сделать. Поэтому при выборе придется ориентироваться на цену. Чрезмерно низкая цена должна насторожить покупателя, поскольку качественный смеситель не может стоить дешево.

Итак, шаровые краны – это довольно популярная модель запорной арматуры. Эта разновидность изделий применяется как в быту при оборудовании квартиры или дома, так и в промышленности, например, при сооружении магистральных трубопроводов.