Работа трехходового крана. Конструкция и принцип работы трехходового крана

Работа трехходового крана. Конструкция и принцип работы трехходового крана

Чаще всего изделие напоминает с виду обычный тройник из латуни или бронзы, сверху которого установлена регулировочная шайба. Под ней находится термочувствительный элемент, который нажимает на рабочий шток, выходящий из корпуса. Внутри на штоке закреплен конус, герметично входящий в седло. Чтобы понять, как работает трехходовой клапан, нужно изучить его строение в разрезе:

Трехходовой термостатический смесительный клапан

Вода циркулирует через фронтальный и правый патрубки до тех пор, пока ее температура не вырастет или понизится до заданного значения. Задача и принцип действия трехходового клапана заключается в том, чтобы удержать температуру теплоносителя на выходе в заданных пределах, подмешивая холодную или горячую воду (в зависимости от схемы) из левого патрубка. Когда параметры теплоносителя выходят за указанные пределы, внешний привод нажимает на шток. При его перемещении конус выходит из седла и открывает сообщение между всеми тремя каналами. Процесс продолжается до полного перекрывания фронтального входного патрубка, если температурные параметры воды не перестанут изменяться.

Трехходовой клапан с термоголовкой

Существует внутренний механизм клапана другого типа, по конструкции он похож на шаровой кран. Такой трехходовой переключающий клапан вместо седла с конусом имеет внутри шар с выборкой специальной формы. Для перераспределения потоков теплоносителя в таких изделиях привод должен не нажимать, а вращать шток, на котором закреплен шар. Клапаны с шаровым элементом не производятся с большой пропускной способностью и применяются, как правило, в бытовых системах отопления. Другая разновидность механизма – на штоке установлен не шар, а сектор, чья рабочая часть перекрывает полностью или частично один или два потока соответственно.

Трехходовый кран для отопления. Принцип работы и виды клапанов

Задача любого 3-ходового вентиля – подать в магистраль воду требуемой температуры путем смешивания либо разделения 2 потоков. Соответственно, элемент оснащен тремя выходами, один из которых всегда открыт, а два других полностью или частично перекрываются в процессе работы. Отсюда и название крана – трехходовой (иногда еще говорят «трехходовый», что не есть правильно).

Так выглядит смешивание потоков внутри изделия

Примечание. Циркуляционный насос отопления всегда устанавливается именно со стороны открытого выхода, иначе схема будет функционировать некорректно, о чем мы писали ранее в другой инструкции .

По способу приготовления теплоносителя нужной температуры термостатические клапаны делятся на 2 группы, изображенные на фото:

1. Смесительные. В них подается 2 потока воды – горячий и охлажденный (входы обозначают буквами «А» и «В»), а из третьего патрубка (маркировка «АВ») идет смесь установленной температуры. На латунном корпусе стоит метка в виде сходящейся с двух направлений стрелочки.
2. Разделительные или распределительные. Поступающий теплоноситель делится на 2 потока регулируемой величины. Маркировка на корпусе – 2 расходящиеся стрелки либо буквы «А», «В» на выходных патрубках и «АВ» на входе.

Смесительный (слева) и распределительный (справа) регулятор потока

Для справки. Существует третья разновидность 3-ходовых термоклапанов – перекидные. Они ставятся в настенные газовые котлы с водяным контуром и с помощью электропривода переключают движение потока между основным теплообменником отопления и вторичным, обеспечивающим ГВС. Вне теплогенераторов подобные элементы применяются крайне редко.

По принципу действия трехходовые краны тоже делятся на два типа – седельные и шаровые. Устройство первых похоже на обычные водопроводные вентили, только вместо резьбового штока используется нажимной. На нем закреплена тарелка, движущаяся между двумя седлами и перекрывающая 2 прохода поочередно. Нажатие на шток осуществляется тремя способами:

• встроенным термоэлементом
• термоголовкой с выносным температурным датчиком
• сервоприводом.

Как это происходит, показано на схеме и подробно расписано в другой  нашей публикации .

Конструкция 3-ходового вентиля с ручной регулировкой температуры и встроенным термоэлементом

Шаровые термосмесительные клапаны работают по принципу таких же кранов, только с тремя выходами. Управляются вручную или от электропривода, вращающего шток по команде автоматики. Элементы являются полнопроходными и отличаются высокой пропускной способностью, а значит, меньшим гидравлическим сопротивлением. Недостаток – зависимость от напряжения в электросети и необходимость установки блока бесперебойного питания (ИБП).

Трехходовой кран для воды. Трехходовой кран принцип работы

Устройство и принцип работы трехходового крана для отопления

Трехходовой кран (тройник) – это специальное устройство, регулирующие температуру потока воды.

Тройник применяется:

1. в системах водоснабжения горячей водой;
2. в контурах отопления;
3. в системах водопровода.

Использование такого изделия позволяет контролировать поток горячей воды, распределять ее по разным участкам (например, дом, летняя кухня, гараж) и регулировать температурный режим каждого радиатора, расположенного в любой комнате.

Преимущества трехходового крана

К положительным качествам устройства принадлежат:

1. Компактный размер.
2. Высокий уровень функциональности.
3. Простота в использовании и техобслуживании.
4. Хорошая степень герметичности затвора.
5. Длительный период использования.
6. Низкий уровень гидравлического отпора.
7. Отсутствие зон застоя.
8. Легкий монтаж.
9. Нет необходимости в ежедневном уходе.
10. Удобное и легкое переключение.

Но, несмотря на все плюсы, существует несколько минусов в его работе.

Недостатки крана с тройным ходом

К минусам относят:

1. Заклинивание вентиля из-за некорректной эксплуатации.
2. Дешевые изделия очень быстро выходят из строя.
3. Установка, как правило, происходит в отопительных системах с маленьким диаметром трубопровода.

Конструкция крана

Конструкция устройства по своей форме напоминает тройник с Т-образным направлением трубок.

Именно из-за этой особенности он называется «трехходовой кран» или как его еще именуют «тройник».

Изделие включает в себя несколько частей:

1. Герметичный корпус, выполненный из металла (чугун, бронза, сталь углеродистая или латунь).
2. Затвор с разными по форме проходными каналами.

Тройник обладает и дополнительными характеристиками:

1. Тип вмонтированного в систему затвора (конусный, цилиндрический или шаровой).
2. Принцип крепления (фланцевый, цапковый, муфтовый, вварной или штуцерно-торцовый).
3. Механика (посадка) в затворе (натяжная либо сальниковая).
4. Метод управления (ручной, привод или электроника).
5. Форма клапана-заглушки (S, T, L).
6. Укомплектованность дополнительными датчиками или устройствами.

Схема включения трехходового клапана в систему отопления

Принцип действия

Чтобы изделие работало, к нему следует одновременно подсоединить холодный и горячий потоки воды.

Сама схема монтажа представлена в виде стрелочек, обозначающих направление потоков.

Поток с горячей водой выступает как теплоноситель (подача, которая идет от котла), а холодный – обратка.

Между патрубками крана установлен вентиль, который регулирует, чтобы вода подавалась в два отверстия из трех.

В соответствии с положением установки и ее подключения подразделяют две функции:

1. смешивание потоков холодной и горячей воды;
2. разделение с одной линии на два выхода.

В зависимости от положения вентиля возможны следующие ситуации:

1. вентиль открыт наполовину – у выходящего потока средняя температура воды;
2. вентиль открыт полностью – горячий поток идет напрямую из котла и вода имеет максимальную температуру;
3. вентиль закрыт – в выходящий поток идет только холодная вода.

Важно! Тройник не перекрывает подведенные к нему потоки, а лишь перенаправляет воду с одного входа к одному из выходов. Одновременно можно перекрыть или один из выходов, или наполовину оба.

Схема отопления трехходового крана с котлом

Разновидности кранов

Классификация изделия по разным признакам:

1. В зависимости от вентиля, различают:
   • Регулирующий. Он оборудован электромеханическим устройством,открывающим нужные клапаны, и шток с ручной или автоматической регулировкой.
   • Запорный. В его комплекции есть шаровое приспособление, которое переключает поток воды. Его устанавливают на системы с низким давлением.
2. По материалу изделия:
   • Латунь – наиболее востребованный материал, из-за длительного периода эксплуатации, небольших габаритов и низкого веса.
   • Углеродистая сталь – прекрасная альтернатива латуни.
   • Чугун – используется для труб большого диаметра (от 40 мм и больше). Для частных домов он не практичен.
   • Бронза – материал с длительным периодом эксплуатации.
3. Для системы отопления используют такие виды, как:
   • С постоянным режимом гидравлики – регулируется в соответствии с качественными показателями. Он подходит потребителям с качественными теплоносителями определенного объема.
   • С переменным режимом гидравлики – регулируется согласно с требуемым количеством воды.

Источник: https://postroivsesam.info/novosti/trehhodovoy-kran-dlya-vody-princip-raboty-i-ustroystvo-trehhodovogo-krana-dlya-sistem

Трехходовой кран для манометра. Как работает кран?

В зависимости от положения рукоятки запорного механизма контролируется работа измерительного прибора. Поскольку конструкция содержит сливное отверстие в корпусе, и конусовидную пробку, которая имеет проход Т-образной формы, поворот рукоятки в рабочий режим направляет поток транспортируемой среды к манометру для контроля давления, перевод крана в положение «закрыто» позволяет перенаправить поток в трубе отключив измерительный прибор, либо переходит в режим закрытой магистрали, когда давление в устройстве обнуляется, что позволяет избежать залипания стрелки и сводит к минимуму возможность отказа прибора.

Таким образом, всего четыре функциональных положения:

• Кран соединяет прибор с рабочим пространством для замера уровня давления.
• Манометр изолирован от транспортируемой среды и сопряжен с атмосферой (уровень давления — нулевой).
• Прибор отключен, а рабочая среда выходит на воздух — осуществляется процесс продувки сифона.
• Собственно присоединение контрольного измерительного прибора (манометра).

То, как ведет себя стрелка, когда рукоятка оказывается в положении «закрыто» или наоборот, переходит в рабочее состояние, показывает исправность крана: если стрелка при отключении манометра опускается стремительно и плавно в нулевое положение, а при подключении прибора также без промедления и резких скачков занимает прежнее положение, то кран работает нормально.

Медленное движение стрелки в обоих направлениях указывает на то, что кран засорился.

Чтобы продуть кран, и существует положение сброса.

Это важно! Если опускание при отключении быстрое, но до нулевого значения стрелка прибора так и не доходит, это говорит о том, что пружина в манометре ослабла.

Запорное устройство в обязательном порядке устанавливается в трубопроводах на производственных предприятиях, где контроль за уровнем давления — необходимое условие согласно строительным нормам и правилам.

Рекомендуем ознакомиться: Особенность конструкции и принцип управления задвижки с электроприводом

В частном домостроении и многоквартирных домах вместо трехходового вентиля используют обычный проходной муфтовый кран.

Трехходовой кран для чего нужен. Устройство и принцип работы трехходового клапана

Трехходовой клапан – это специфичный вид запорно-регулирующей арматуры, способный контролировать соотношение холодного и горячего потоков в двух замкнутых контурах. Проще говоря, он добавляет к основному отопительному контуру еще один, в котором можно поддерживать ту же температуру, либо изменять ее, настраивая клапан по своему усмотрению.

Следует различать трехходовой клапан и трехходовой кран. Работа первого точна и отчасти автоматизирована, что не только сказывается на общей надежности и эффективности системы отопления, но и упрощает создание сложных многоконтурных схем.

Условно трехходовой клапан можно представить в виде пары двухходовых клапанов, работа которых обратно пропорциональна: открытие одного ведет к прикрытию другого на равную величину. Важно понимать, что при этом общая интенсивность потока остается неизменной.

В зависимости от принципа работы, выделяют три основные группы трехходовых клапанов:

Смесительный трехходовой клапан

Имеет два входных и один выходной патрубок. Применяется для регулирования температуры ведомого контура путем смешивания двух раздельных потоков с разной температурой в заданной пользователем пропорции.

Разделительный трехходовой клапан

Имеет один входной и два выходных патрубка. Используется для регулирования температуры путем изменения количества циркулирующего в ведомом контуре теплоносителя, а также перед системами дополнительно подогрева/охлаждения – в них подается отобранная клапаном часть потока.

Переключающий трехходовой клапан

Способен переключать поток между контурами, не влияя на его температуру и интенсивность. Переключение может осуществлять по схеме «вход-вход-выход» или «вход-выход-выход».

Мнение эксперта

Гребнев Вадим Савельевич

Монтажник отопительных систем

Существуют также комбинированные трехходовые клапаны, способные, в зависимости от способа установки, выполнять функции как смесительной, так и разделительной фурнитуры. Однако ввиду дороговизны и сложной конструкции они менее распространены.

На рисунках выше показаны схемы трехходовых клапанов седельного типа. Существуют также конструкции поворотного типа, однако они менее долговечны и могут устанавливаться лишь в контурах с небольшим внутренним давлением. В большинстве случаев приобретение седельного клапана предпочтительнее.

Внешне трехходовой клапан представляет собой Т-образную цилиндрическую развилку, концы который оснащены унифицированной резьбой. В моделях, рассчитанных на большую интенсивность потока, роль соединительного элемента может играть торцевой фланец.

Корпуса клапанов изготавливаются из распространенных в отопительных системах материалов: чугуна, нержавеющей стали, латуни, бронзы. Элемент трехходового клапана, осуществляющий регулирование выходящего потока или потоков, называют затвором.

Конструктивно он может быть:

• шаровым – характеризуется плавностью работы, но может изнашиваться быстрее, чем аналоги других форм;
• цилиндрическим или плоским – имеет повышенный ресурс за счет большей площади контакта с гнездом;
• конусным – позволяет уменьшить габариты клапана.

Седла затвора обычно оборудуются уплотнителем из эластичного материала, что повышает герметичность и снижает износ взаимодействующих деталей. Однако для переключения или регулирования потоков жидкости одного клапана недостаточно.

Клапан должен быть оборудован надежной системой привода, которая может быть:

Механической – регулирование рабочего режима осуществляется путем поворота головки на необходимый угол.
1. Электронной – угол поворота затвора устанавливается электрическим сервоприводом, сигнал которому передается датчиком или системой климат-контроля.
2. Термостатическим – конструкция клапана дополняется термическим элементом, который, при повышении температуры теплоносителя на определенное значение, расширяется, поворачивая затвор.

Трехходовые клапаны с ручным управлением наиболее надежны, хотя и не предоставляют такой гибкости и оперативности настроек, как их автоматизированные аналоги. Кроме того, на ресурс клапана любого типа оказывает большое влияние наличие абразивных частиц в теплоносителе, поэтому контуры, работающие с подобной высокоточной фурнитурой, рекомендуется оборудовать улавливающими фильтрами.

Трехходовой кран положения. Виды

Трехходовые клапаны разделяются на две большие группы. Они могут быть:

• Разделительные. Служат для пропорционального разделения входящего потока на два выходящих.
• Смесительные. Предназначены для смешивания двух входящих потоков в один суммирующий

Рисунок 4. Схема работы смесительного и разделительного трехходового клапана

Из схемы видно, что конструкция смесительного и разделительного клапана практически идентична. Различаются они лишь направлениями потоков. При правильном монтаже смесительный клапан буде работать и в качестве разделительного. Нужно только правильно настроить систему управления.

В случае ручного управления никаких проблем не будет. Сложнее, но также возможно будет настроить и электронное управление. А вот термостатический модуль управления в случае подключения по разделительной схеме будет распределять потоки в зависимости температуры входящего потока.

Это придется учитывать при проектировании системы отопления.

Сколько положений имеет секторный кран с электроприводом, показано на рис. 5

Рисунок 5. Варианты использования крана с электроприводом

Кроме секторных трехходовых кранов, выпускаются также и седельные. Принцип действия у них такой же, но имеются конструктивные различия.

Рисунок 6.

Седельный, или шаровый тип крана

Смесительный седельный кран имеет двигающийся на штоке шарообразный рабочий орган, он запирает по очереди седла, через которые в камеру и далее в выходной патрубок проходят смешиваемые потоки.

Разделительный клапан снабжен двумя рабочими органами, закрепленными на едином штоке и перекрывающие выходные потоки. Чем больше перекрыт один, тем больше открыт другой. Седельные клапаны не могут быть взаимозаменяемыми.

Кроме того, трехходовые устройства подразделяются по способу управления:

Электрические. Сектор поворачивается с помощью электродвигателя с редуктором. Такие устройства подключаются к компьютеризированной системе управления, считывающей показания датчиков температуры и в соответствии со встроенным алгоритмом управляющей потоком.

Рисунок 7. Кран с электроприводом

• Ручные. Применяются в простых схемах с постоянной пропорцией распределения или смешения потоков. Угол поворота сектора выставляется вручную поворотом маховика.

Рисунок 8. Ручное управление

• Термостатические. Управление осуществляется автономным термостатом. Его устанавливают на определенную температуру при настройке системы, в дальнейшем он самостоятельно поддерживает ее, перепуская часть входящего потока из радиатора по обходному патрубку (байпасу).

Рисунок 9. Трехходовой кран Esbe с термостатическим управлением

При необходимости поворотом маховика можно изменить заданную температуру.

Часто устанавливается на входе радиаторов отопления для подстройки комфортной температуры в каждой комнате.