Понимание принципов работы полнопроходного шарового крана

Понимание принципов работы полнопроходного шарового крана

encoding="UTF-8"

Водопровод в наши дни считается основным из благ цивилизации, наряду с электроэнергией. Без него основная масса населения земли совершенно не представляет себе жизни. То, что из крана бежит вода в квартире, уже давно кажется обыденным. Но помимо скважин и насосов , которые это обеспечивают, есть ещё один важный узел, участвующий в процессе. В сегодняшней статье речь пойдёт о шаровых муфтовых кранах, их видах, назначении и устройстве. Попутно стоит рассмотреть и несколько моделей с их характеристиками.

Без этого миниатюрного механизма не обходится ни одна квартира
ФОТО: santehmas.ru

Назначение муфтовой запорной арматуры

Назначение шарового муфтового крана, в зависимости от вида, может отличаться. Такая арматура применяется не только в системах водопровода или отопления . Сегодня она применяется в газопроводах и устанавливается в квартирах и частных домах в месте подключения к плите .



Для газовых магистралей квартир и домов также используют шаровую арматуру
ФОТО: netbeheernederland.nl

Запорный или регулирующий элемент подобного механизма изготовлен в воде сферы с расположенным по центру отверстием, что и дало название «шаровой». Соединительные резьбовые муфты, расположенные по обеим сторонам крана обеспечивают простое, и в то же время качественное соединение с трубами. Именно такая арматура на сегодняшний день наиболее распространена в квартирах и частных домах. Что же касается фланцевых шаровых кранов, то они используются в промышленности.



Фланцевые шаровые краны бывают довольно крупными
ФОТО: satu.kz

Принцип действия шарового крана

Принцип работы подобной запорной арматуры крайне прост. Внутри муфты находится стальной шар, по оси которого имеется отверстие. Он плотно прилегает к стенкам, что обеспечивается прокладками. Если положение шара таково, что сквозное отверстие перпендикулярно потоку воды или иной среды, то прохождение невозможно. При повороте вентиля положение отверстия меняется. Оно разворачивается параллельно потоку, среда проходит сквозь него беспрепятственно.

Связанные вопросы и ответы:

Что такое полнопроходной шаровый кран

Различные системы снабжения, будь то жидкостные или газовые, всегда нуждаются в обслуживании и регулировке. Большинство из таких систем требуют особой надежности, например газопроводы или нефтепроводы. Таким качеством обладает шаровый полнопроходной кран. Также существенным плюсом таких изделий является «самостоятельность», иными словами, они не требуют обслуживания во время работы.

Что это такое?

Кран называется шаровым из-за запорной части, которая имеет сферическую форму и соединяется с управляющей рукояткой. Изделия используют как в быту, так и в промышленности в качестве запорных, но не регулирующих устройств.

Диаметр проходного отверстия обычно равняется сечению вентиля. Например, вентиль DN50 должен иметь отверстие диаметром 50 миллиметров или максимально приближенное к этому числу значение.

Полнопроходные модели имеют отличие от прочих. Это увеличенная пропускная способность. Также стоит отметить, что коэффициент гидравлического сопротивления у них значительно меньше, что тоже, несомненно, является плюсом. Минусом таких устройств является их цена.

Специалисты советуют выбирать такой вентиль, если вы рассчитываете на долгую эксплуатацию. В противном случае лучше приобрести неполнопроходное устройство, чья ценовая категория значительно доступнее.

Особенности

Большинство шаровых полнопроходных вентилей имеют никелированное покрытие, которое наносится гальваническим методом. Это дает возможность использовать изделия в трубопроводах, поставляющих питьевую воду. Горячая вода также не наносит им вреда.

Радиус поворота таких моделей равен 90 градусов. Из этого следует, что для открытия и последующего закрытия системы не нужны долгие манипуляции. Хватит одного движения рукой.

Преимущества шаровых вентилей очевидны.

• Универсальность. В производстве применяются только те материалы, которые можно использовать в условиях воздействия высоких температур. Это может быть транспортировка нефтепродуктов, водоснабжение, вентиляция и т. д.
• Надежность. Простота конструкции и эксплуатации, а также проверенные временем материалы делают данный вид кранов одним из самых надежных.
• Эффективность. Как уже говорилось выше, открытие/закрытие не требует дополнительных действий.
• Взаимозаменяемость. Различные виды шаровых вентилей можно заменять друг на друга (при условии соблюдения техники безопасности, касающейся применения таких конструкций).
• Герметичность. Срок службы правильно установленного изделия равняется тридцати и более годам.
• Долговечность. Кран выдерживает порядка 25000 рабочих циклов.

• Температура эксплуатации может колебаться в пределах от -40 до +200 градусов Цельсия.
• Давление, выдерживаемое такой конструкцией, находится в пределах 1,6-4,0 МПа.
• Изделия устойчивы к агрессивным средам.
• Вероятность застоя отсутствует.
• Пропускная способность составляет 90-100 процентов.
• Существуют модели со встроенным фильтром.

Что касается особенностей конструкции, здесь стоит выделить один важный момент. Шаровый запорный механизм может быть «привязан» к опорам. Иными словами, он зажимается цапфой и седлами. Чем сложнее устройство, тем выше его цена. Также положение может быть плавающим. В таком случае давление воды (или иной субстанции) не позволяет ей просачиваться, прижимая элемент к кольцу корпуса.

Разновидности

Шаровые запорные механизмы можно разделить на несколько категорий по разным параметрам. Каждая из них, в свою очередь, также разбивается на несколько подвидов.

Для изготовления вентилей используют различные металлические сплавы и полимеры. По материалу изготовления можно выделить 4 основных вида:

• латунные;
• бронзовые;
• из нержавейки;
• из углеродистой стали (лидируют по характеристикам прочности).

В зависимости от вида трубопровода, а также от его конструкции выбирают одну из четырех монтажных конфигураций.

• Муфтовый монтаж. Как понятно из названия, такие изделия имеют резьбу. Она может быть внутренней или внешней, а также конической или цилиндрической. Такой вариант наиболее популярен в водопроводных системах.
• Фланцевый монтаж . Этот вид используется в случаях, когда нельзя применять сварочный аппарат (например, если рядом пролегают коммуникации, для которых фактором риска являются искры и повышенная температура). Также его применяют в случае, когда нужно быстро собрать, а потом разобрать конструкцию. В большинстве своем фланцевые вентили используют на производстве.
• Сварной монтаж. Этот вариант считается наиболее прочным. Также он подходит, когда работы выполняются в труднодоступных местах.
• Комбинированный монтаж. Один из самых популярных вариантов. Такой вентиль может иметь одновременно резьбу и фланец либо пригодную для сварочных работ поверхность. Комбинации креплений в таких вариантах могут быть самыми разными.

Как работает полнопроходной шаровый кран

1. Шаровые краны имеют различную пропускную способность.

• Полнопроходный. Отверстие в шаре такого крана совпадает с диаметром трубы, пропускная способность изделия составляет 90-99%.
• Редуцированный. В данном устройстве диаметр шара на 1 типоразмер меньше размера трубопровода. Это зауженный кран, необходимый в тех системах, где силу напора воды необходимо ослаблять.
• Стандартнопроходный. Как и предыдущий кран, подходит для трубопроводов, в которых допускаются потери давления потока. Отверстие в шаре чуть меньше диаметра трубы.

1. Материал соединения тоже бывает разный.

Если речь идет о магистралях, здесь популярны сварные конструкции. Они обладают наименьшим риском изнашивания запорной арматуры. Однако контролировать скорость потока в таких устройствах сложно.

На трубопроводах для перемещения газа и воды (в том числе в тепловых системах) ставят краны с резьбой. Они подходят для небольшой температуры и низкого давления. Диаметр указанных трубопроводов в жилых помещениях варьируется от 8 мм до 10 см.

В сфере промышленности, а также в коммунальных трубопроводах используют фланцевые шаровые краны.

1. В зависимости от материала корпуса шарообразные краны бывают трех видов.

Среди наиболее распространенных – изделия из латуни и стали. Потребителей в них привлекает доступная цена, большой ассортимент и прочность. Материалы долго служат и отличаются высокой надежностью. К тому же они уберегают механизмы от появления коррозии и механического ущерба.

В перевозке химикатов выручает нержавейка. Кран из такого материала обеспечивает высокую защиту от разрушений агрессивными веществами и коррозионных воздействий.

Для использования на производстве, в отопительных системах, в водоснабжении, в морском судостроении рекомендуем ставить краны из бронзы. Жесткая вода, ржавчина и повышенные нагрузки им не страшны.

1. Вращающиеся краны, помимо прочего, различаются типом управления.

Электрические – их ставят в отопительных системах, на тепловых наносах, на кондиционирующих системах и устройствах с авторегулировкой подачи воды. У данных кранов есть электро- или сервопривод. Электрические запорные механизмы с детекторами протечек используют в системах защиты от затоплений. Эти инновационные системы блокируют воду, чтобы предотвращать аварийные ситуации.

Краны с ручным управлением – с «бабочкой» или рукояткой-рычагом. Их ареал применения – квартиры и жилые дома.

Массивные краны с редуктором – монтируют в промышленности. Зубчатая передача в конструкциях служит связующим звеном между ручкой и шаром.

В каких отраслях применяется полнопроходной шаровый кран

Полнопроходные краны хороши своим коэффициентом гидравлического сопротивления. Объясняется это тем, что такие изделия не предусматривают снижение напора, в связи с чем на их запорные элементы практически не оказываются нагрузки. А если нагрузки уменьшаются, то продлевается эксплуатационный срок крана.

Среди положительных качеств полнопроходных кранов выделяют следующие:

• Конструкция изготавливается цельносварной, то есть она не предусматривает ненадежных линейных элементов;
• Корпус, не имеющий соединений, достаточно прост в плане ухода, так как нет необходимости подтягивать и смазывать его крепления. По этой причине полнопроходные шаровые краны доступны в плане технического обслуживания;
• Такие краны отличаются небольшим гидравлическим сопротивлением, в связи с этим, запорная арматура, даже если в системе жидкость двигается с большой скоростью, не сталкивается с таким явлением как кавитация;
• Легко и быстро монтируется к трубе, для чего используются специальные ключи. В случае, когда полнопроходный кран должен быть оборудован приводом, он легко устанавливается даже к уже готовому к работе оборудованию;
• Высокий уровень прочности и надежности, а также стойкости к различным средам. Полнопроходный кран пользуется большим спросом для обустройства тех систем, по которым будет подаваться масло, топливо или растворители.

Такие краны отличаются тем, что их штуцер и корпус представляют собой единый элемент, кроме того, конструкция предполагает наличие углеродно-тефлоновых прокладок, которые дополнительно усиливаются кольцами. В случае с работой в агрессивных средах, подобные изделия отличаются своей сопротивляемостью и износостойкостью. Сам шар, располагаемый внутри полнопроходного крана, изготавливается из нержавейки и имеет отшлифованную поверхность.

При помощи такого крана можно без особых сложностей перекрыть поток рабочей среды. Принцип действия таков: уплотнительное кольцо прижимается к шару под действием тарельчатой пружины. Изнутри кран оборудован шпинделем, задача которого обеспечить фиксацию внутренних колец уплотнения (если они износятся, то их можно легко заменить на новые). Сама конструкция соединяется максимально мягко и при этом прочно, так как между втулкой и валом имеется прокладка из тефлона.

Какие преимущества имеет полнопроходной шаровый кран по сравнению с другими типами кранов

• 1 Недостатки шаровых вентилей
• 2 Выводы

Необходимость монтажа в трубных магистралях запорных сантехнических изделий вызвала создание разных модификаций — типы шаровых кранов, используемые в строительстве, исчисляются десятками. Все они отличаются друг от друга функциональным назначением, конструкцией, материалом изготовления, размерами, и т.д.

По величине отверстия и сопротивления рабочей жидкости виды шаровых кранов классифицируются на следующие разновидности:

1. Полнопроходное запорное изделие имеет диаметр отверстия затвора почти такой же, как и у трубы. Пропускная способность полнопроходной арматуры составляет 90-99% общего объема, поэтому она используется в магистралях маленького диаметра;
2. Стандартнопроходные виды шаровых кранов имеют диаметр отверстия затвора на один шаг меньше, чем у трубы. Пропускная способность стандартнопроходных механизмов составляет 70-90% общего объема потока жидкости или газа;
3. Неполнопроходные виды шаровых кранов имеют диаметр отверстия затвора намного меньше, чем у трубы. Пропускная способность неполнопроходных изделий — 40-70% объема.

По способу крепления механизмы подразделяются на:

1. Муфтовые устройства с конической или цилиндрической резьбой. Используются во внутренних инженерных коммуникациях Ø ≤ 50 мм;
2. Сварные типы изделий крепятся к магистрали на сварку, обеспечивающую высокую герметичности прочность. Используются в наружных инженерных коммуникациях Ø ≥ 50 мм. Сварной вентиль также может быть пластиковым, на пайке полимерами;
3. Фланцевое оборудование сопрягается с трубами при помощи фланцев, корпус шарового фланцевого устройства может быть цельнолитым или разборным, устанавливается вентиль в инженерных коммуникациях Ø ≥ 50 мм. Применяется при невозможности использование других типов кранов;
4. Комбинированная универсальная запорная арматура, которая врезается в трубу по-разному – на резьбе, на сварке, на фланцевом соединении.

Материал корпуса арматуры для воды делит изделия на следующие категории:

1. Латунная (металлическая) арматура работает в стальной и пластиковой магистрали;
2. Пластиковые устройства врезаются встраиваются только в пластиковые трубопровод;
3. Силуминовые вентили очень хрупкие, с ними сложнее работать, они имеют непродолжительное время службы, поэтому устанавливают их только на трубах ХВС.

Какими шаровые краны бывают по конструктивным особенностям:

1. Арматура запорная с плавающим шаром, где пробка сферической формы двигается по отношению к шпинделю. Такие шаровые изделия устанавливаются на трубы Ø ≤ 200 мм, чтобы уплотнительные кольца быстро не изнашивались;
2. Вентили с опорным закрывающим шаром и цапфой, где круглая пробка (шар) работает в специальных выемках-опорах. Достоинства этой категории – применение меньшего усилия для работы с арматурой, недостатки – более высокая стоимость устройства.

Недостатки шаровых вентилей

1. Из-за специфики конструкции шаровая запорная арматура имеет существенные ограничения в монтаже и применении – подобные механизмы эффективно и безопасно могут функционировать в рабочей среде с температурой не выше 200˚С;
2. Вентили с консольной закрывающей рукояткой имеют так называемую «мертвую зону» при повороте, что не всегда удобно при установке оборудования в ограниченном пространстве. Избежать этого неудобства поможет использование устройства с ручкой типа «баттерфляй»;
3. Вода в трубопроводе холодного или горячего водоснабжения не может быть идеально чистой, и содержит всевозможные примеси. Чаще всего это минеральные соли, ржавчина и окалин от сварки. Этот мусор и отложения начинают накапливаться в камере механизма, если вентилем долго не пользовались. В результате при попытке открыть или закрыть устройство ручка может сломаться, так как налет внутри крана не даст шару провернуться вокруг своей оси. Предотвратить эту неприятность просто – раз в 2-3 месяца проворачивайте ручку, чтобы она не зашлаковалась;
4. Самое распространенное явление после некоторого времени эксплуатации – вода протекает даже при закрытом механизме. Это значит, что поверхность шара покрылась солями или в камеру попала ржавчина. В этом случае устройство разбирают, чистят, меняют прокладки и сальники;
5. Гарантии производителя не всегда являются залогом качества, но само изделие в магазине не проверишь в рабочих условиях. Скорое появление течи в новой арматуре часто появляется из-за плохого качества материала сальника. Замена сальника решает проблему, но лучше шаровые механизмы эксплуатировать при плюсовых температурах, не допуская их переохлаждения, чтобы сальник не деформировался от перепадов температуры. Кроме того, при замерзании корпуса его может просто разорвать.

Какие недостатки имеет полнопроходной шаровый кран

Шаровый кран – наиболее востребованный вид запорно-регулирующей арматуры, использующийся на трубопроводных системах различных назначений и диаметров. Они незаменимы в трубопроводах газо- и водоснабжения, отопления, а также при передаче на расстоянии газообразных или жидких веществ.

Существует две основные разновидности шаровых кранов: полнопроходные и неполнопроходные.

Поговорим про каждую в отдельности.

Ключевое отличие одного вида арматуры от другого заключается в диаметре проходного сечения. Неполнопроходный шаровый кран имеет меньший диаметр проходного отверстия в шаре, чем диаметры выхода и входа. Под внутренним проходом крана подразумевается диаметр непосредственно шара, который выступает элементом дозирования жидкости или газа. Коэффициент гидравлического сопротивления в этом случае существенно выше, чем в полнопроходных шаровых кранах.

Одним из главных достоинств неполнопроходных шаровых кранов является их относительно низкая стоимость, ведь на производство изделия затрачивается меньше материала. Кроме того, они легче в управлении, так как поток перекрываемой рабочей среды намного ниже, чем тот же поток в полнопроходном устройстве. Чем меньше напор и диаметр, тем ниже нагрузка на основной запорный орган – шар. Общее снижение различных нагрузок продлевает срок службы запорного механизма.

Снижение материалоемкости неполнопроходных кранов снижает и общий вес изделия, что важно при монтаже систем больших диаметров.

Полнопроходные шаровые краны в лучшую сторону отличаются от неполнопроходных меньшим гидравлическим сопротивлением и большей пропускной способностью. Это значит, что в трубах потери напора меньше. Полнопроходные шаровые краны, как правило, применяются на трубопроводах, работающих с несжимаемыми жидкостными средами. Потери напора – серьезный показатель при оценке производительности системы, поэтому его обязательно нужно учитывать. В ассортименте бренда STOUT представлены исключительно полнопроходные шаровые краны.

Задача монтажника в том, чтобы в каждом случае оценить особенности работы системы, либо ее участка, и на основании этой информации решить, где какой шаровый кран лучше всего устанавливать.

Правильный подбор оборудования позволит сэкономить деньги и время на производстве работ.

работаем круглосуточно;

собственная аварийная служба;

большое количество офисов по Москве и Московской области;

используем только профессиональный инструмент;

гарантия на выполненные работы;

сервисное обслуживание систем отопления.

ООО ДИЗАЙН ПРЕСТИЖ

Надежный помощник по ремонту отопления.

Какие материалы используются для изготовления полнопроходного шарового крана

На заводе УЗТА изготавливают стальные, стальные хладостойкие, а также нержавеющие шаровые краны.

Материал корпуса

Для стального шарового крана материалом изготовления служит углеродистая сталь ( ст.20 , например). Такой кран применяется в промышленности и сфере ЖКХ. Кран из стали обладает невысокой ценой, широкой линейкой моделей. Кроме того, такой кран устойчив к механическим воздействиям. Из недостатков — не подходит для использования при низких температурах (ниже -40°C), а также для эксплуатации в слабоагрессивных средах.

Из стали 09Г2С изготавливают стальные хладостойкие краны, они, в отличие от просто стальных, могут эксплуатироваться при температуре до -60°C, а также в средах, содержащих сероводород.

Нержавеющий шаровой кран изготавливают, как правило, из стали 12Х18Н10Т. Такие краны можно использовать в большинстве кислотных и щелочных сред, при температуре до -60°С. Стоят такие краны существенно дороже.

Кран шаровой ст. 20

Также бывают

Латунный шаровой кран изготавливается из латуни и, как правило, используется в сантехнике. Его основные достоинства - это невысокая цена, большой выбор исполнений, хорошие эксплуатационные характеристики. К недостаткам можно отнести небольшой диаметр, невысокую температуру эксплуатации (до 200°C). Кроме того, краны из латуни не подходят для нефтепродуктов.

Чугунные шаровые краны не имеют преимуществ относительно стальных, стоят дороже и почти не производятся на сегодняшний день.

Пластиковые шаровые краны изготавливаются из полипропилена. Такие краны долговечны, стоят недорого и мало весят, но могут монтироваться только на пластиковые трубы.

Латунные, чугунные и пластиковые краны завод УЗТА не изготавливает.

Как происходит обслуживание и ремонт полнопроходного шарового крана

При появлении на корпусе трещин кран подлежит замене. Повреждения корпуса не подлежат ремонту.

Подобная ситуация возникает с дешевыми изделиями из материалов низкого качества.

Если вы заметили ослабление напора воды из крана, не спешите разбирать или менять устройство.

Возможно, снизился напор в водопроводе. Это проверяется открытием других запорных устройств.

В тех случаях, когда коммунальщики понижают напор, потребуется установить насос для повышения давления воды в квартире.

Вторая причина – засорение аэратора (сетка) на выходе из крана.

В этом случае снимает сетка и очищается от ржавчины, накипи или мусора.

Жидкость с механическими загрязнениями, ржавчиной (про обезжелезивание воды своими руками прочитайте тут) является причиной неисправностей запорной арматуры.

В шаровом устройстве возникают следующие неполадки :

• арматура протекает;
• слабый напор из крана;
• неправильное смешивание воды разной температуры.

Появление протечек обусловлено засорением пространства между шаром и прокладками.

Небольшая песчинка или кусочек ржавчины способны нарушить герметичность устройства.

При возникновении неисправности, проводится ремонт шарового крана-смесителя и очищается посадочное место запорного элемента.

В противном случае, твердый мусор способен разрушить резиновую прокладку, что приведет к необходимости замены герметизирующей вставки.

Снижение напора вызывается частичным засорением затвора. Решением может стать установка сетчатого фильтра на вводе в дом или квартиру.

А знаете ли вы, какой лучше купить счетчик горячей воды с термодатчиком? В полезной статье описаны популярные и надежные модели отечественных производителей.

Нужна ли вентиляция для канализации — ответ узнаете здесь.

Сбои в регулировании температуры появляются в результате засорения одного из отверстий ржавчиной, накипью, песком или другими твердыми частицами.

Возможны случаи, когда не удается определить причину неполадок, но кран неисправен.

В таких ситуациях осуществляют замену изделия.

Такие устройства могут раскрошится при незначительных механических воздействиях.

Поэтому правильный выбор имеет принципиальное значение. Качественная шаровая арматура прослужит без ремонта или замены дольше, чем несколько дешевых моделей.