0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Кран шаровый это

Виды шаровых кранов для воды: характеристики, плюсы и минусы, нюансы выбора

Шаровые краны для воды встречаются сегодня в каждом доме. Более того, разные виды шаровых кранов применяются почти во всех отраслях промышленности и могут использоваться в качестве запорной и регулирующей арматуры. Как выбрать кран в зависимости от области применения и требований к функциональности? Об этом, а также о классификации шаровых кранов и пойдет речь в статье.

Принцип работы и область применения шаровых кранов

Шаровой кран был изобретен уже более века назад. Конструкция его достаточно проста. Внутри трубы скрыт запирающий элемент в форме шара (отсюда и название) со сквозным отверстием. Он прочно соединен с рукояткой и поворачивается вместе с ней. Когда кран открыт, ось отверстия совпадает с потоком воды, в закрытом состоянии шар повернут к потоку глухой стенкой.

Это интересно!

Первые шаровые краны не пользовались большой популярностью, так как зачастую не могли перекрыть воду полностью. Протечки образовывались из-за неплотного прилегания элементов. Проблема решилась к концу XX века благодаря изобретению синтетических уплотнителей — каучука и фторопласта.

Сейчас шаровые краны повсеместно используются в водоснабжении для регулирования потока воды и его перекрытия, в том числе в смесителях, при установке стиральных и посудомоечных машин, счетчиков и сантехники. Аналогичные конструкции применяются в отопительных системах, газопроводе и даже в крупной промышленности: нефтегазовой, химической, пищевой. Причин для такой популярности много.

  • В первую очередь шаровые краны полюбили за простой принцип работы и минимальные требования к техобслуживанию.
  • Благодаря современным уплотняющим материалам обеспечена полная герметичность конструкции, вероятность протечки сведена к минимуму.
  • Перекрытие потока при помощи шарового крана происходит почти моментально. При этом риска гидроудара практически нет: кран срабатывает плавно.
  • Открытый шаровой кран не задерживает поток, пропуская до 99%.
  • Шаровой кран может одинаково эффективно работать как с чистыми, так и с загрязненными и даже вязкими средами. При этом внутри не скапливается грязь и не образуются застои.

Для максимально эффективного исполнения функций краны изготавливают разной конструкции, диаметра и из различных материалов. Для горячего и холодного водоснабжения, для регулировки отопления и для газопровода нужны разные типы шаровых кранов. О них и пойдет речь ниже.

Классификация шаровых кранов

По проходимости

  • Неполнопроходные , или стандартнопроходные (от 50 до 80%). Диаметр отверстия такого крана меньше, чем у трубопровода, в который он устанавливается. Поэтому коэффициент гидравлического сопротивления у неполнопроходных кранов больше. Так что их использование возможно, если небольшое снижение напора не имеет принципиального значения, например при установке обычной сантехники или бытовой техники. Краны этого типа отличаются низкой стоимостью за счет более экономичного использования металла при производстве. С помощью неполнопроходного шарового крана можно быстро перекрыть рабочую среду, вероятность гидроудара при этом очень низкая.
  • Полнопроходные (от 80 до 100%). Диаметр отверстия крана равен диаметру трубопровода. Отличаются более низким коэффициентом гидравлического сопротивления: потери напора сведены к минимуму. При этом стоимость полнопроходных кранов довольно высока. Как правило, они используются там, где установлено диагностическое или очистительное оборудование.

По типу присоединения

  • Приварные . В случае если требуется крепкое соединение, шаровой кран устанавливают при помощи сварки. Обычно она используется в местах, где нужно максимально усилить безопасность и прочность установки, а также на труднодоступных участках. Работа с агрессивными средами или при высоком давлении может привести к неисправности кранов с другим типом соединения. Приварные шаровые краны изготавливаются только из стали, разрешенной ГОСТом.
    Приварные краны отличаются полной герметичностью, а также простотой и быстротой установки: не нужно никаких крепежей, только сварочный аппарат. Они достаточно дешевые в сравнении с другими типами шаровых кранов. К недостаткам сварного типа можно отнести сложность его демонтажа: придется срезать и менять кран вместе со всей арматурой.
  • Фланцевые . Отличаются большим диаметром и поэтому используются в основном в промышленности для жидких и газообразных сред. Могут применяться в случае, если в помещении нельзя проводить сварку. Устанавливаются при помощи двух дисковых соединительных элементов. В зависимости от того, есть ли необходимость демонтировать и снова собирать в последующем трубопроводную сеть, можно выбрать:
    • разборные фланцевые шаровые краны (с возможностью заменить отдельные детали);
    • неразборные фланцевые шаровые краны (корпус сварной, поэтому заменить его можно только целиком).
  • Муфтовые . Данный тип чаще всего используется в городском водо- и газопроводе, в бытовых условиях. Отличаются простотой установки, так как имеют резьбу в месте присоединения. Однако собирать их следует аккуратно: халатное отношение к установке может привести к скачкам давления и быстрому выходу крана из строя. Муфтовые шаровые краны бывают монолитными (самый дешевый вариант), двухсоставными и трехсоставными. В последних можно проводить ремонт вручную, просто заменив уплотнитель.
  • Комбинированные . У комбинированных шаровых кранов очень широкий спектр применения. Их преимущество — в универсальности. Например, с одной стороны может быть муфтовое соединение, с другой — фланцевое или приварное.

По направлению потока и числу патрубков

  • Угловые . Используются при монтаже на труднодоступных участках или в местах изгиба.
  • Проходные . Самый распространенный тип, не меняют направления потока.
  • Трехходовые . Имеют два входных патрубка и один выпускной, используются при разветвлении магистралей, в том числе для смешивания разных сред.
  • Многоходовые . Так же как и трехходовые шаровые краны, они применяются при смешивании или разъединении потоков.

Типы материала, из которого изготавливают краны

Какие бывают шаровые краны в зависимости от материала, из которого их изготавливают, и есть ли между ними различия? Безусловно, отличия имеются. Большая разница ощутима даже между шаровыми кранами из разных видов металла, а в качестве сырья может использоваться еще и пластик.

  • Латунные шаровые краны . Хорошо подходят как для воды, так и для газа. Распространены в бытовой сантехнике из-за низкой стоимости и устойчивости к повреждениям. Максимальная рабочая температура — 150 о С.
  • Бронзовые краны . Технические характеристики аналогичны латунным кранам. Не рекомендуется использовать для рабочей среды с температурой выше 150 о С, а также для агрессивных и слабоагрессивных сред.
  • Стальные шаровые краны . Используются как в промышленном производстве, так и в жилищном строительстве. Однако в быту применяются редко из-за высокой стоимости. Как правило, производятся из углеродистой стали. Подходят для горячей воды и газа, но могут нестабильно работать при температуре ниже –40 о С. Исключение составляют шаровые краны из легированной стали: они выдерживают температуру до –60 о С. Надежны в эксплуатации.
  • Чугунные краны . Отличаются высокой стоимостью, при этом характеристики совпадают с характеристиками стальных кранов. Поэтому большинство производителей отказались от них, и в продаже сантехнические изделия из чугуна можно встретить очень редко.
  • Полипропиленовые шаровые краны . Они дешевые, легкие и не подвержены коррозии. Краны из полипропилена (пластика) устанавливают только на пластиковые водопроводные трубы с температурой потока не выше 65°С: при высокой температуре изделие деформируется. Однако даже при работе с холодным потоком пластик недолговечен.

Чтобы правильно выбрать шаровой кран, нужно обращать внимание на материал и диаметр трубы, доступность места установки и необходимую степень надежности. В быту в основном используются латунные муфтовые краны, но в некоторых случаях могут потребоваться другие типы. И не следует забывать о том, что любой кран нужно устанавливать по всем правилам, иначе высока вероятность протекания.

Самые популярные виды шаровых кранов

Запорная арматура позволяет регулировать расход жидкостей и газа, контролировать их подачу. Одна из конструкций — шаровый кран. Он изобретен в начале прошлого века, но не получил широкого использования в быту, поскольку фитинг быстро выходил из строя.

Читать еще:  Кран шаровый какие бывают

Новые материалы, технологии позволили создать прочные и долговечные детали. Это значительно уменьшило габариты, вес узлов. Теперь шаровые краны и смесители постоянно используются в бытовых системах, крупных трубопроводах.

Как устроен шаровый кран

Основная рабочая деталь в устройстве шарового крана — шар со сквозным цилиндрическим отверстием. Поворачиваясь, он открывает или полностью перекрывает доступ воде.

Шаровый фитинг — это простая, надежная конструкция. Его основные детали:

Внутри корпуса имеется уплотнительное седло, расположенное в расширенной части. К нему прижимается сферическая задвижка. При повороте ручки, вращение передается через шток на шар, и он разворачивается на 90⁰. Ось цилиндрического отверстия совпадает с осью трубы и жидкость или газ беспрепятственно проходят. При закрытии шар разворачивается глухими боками к трубе, полностью перекрывает поток.

При рассмотрении шарового крана в разрезе, можно заметить, что в открытом состоянии в просвете трубы нет никаких деталей. Поток проходит свободно, ни за что не цепляясь.

В закрытом положении давление жидкости или газа прижимает шар к седлу, обеспечивая надежность перекрытия, герметичность узла.

Технические характеристики

Технические характеристики шаровых кранов определяются:

  • диаметром резьбы;
  • размерами узла;
  • назначением;
  • выдерживаемой температурой;
  • предельным давлением.

Основным критерием выбора для установки в конкретную систему трубопроводов, служит размер внутреннего диаметра шаровых кранов. Он определяется в дюймах , но может быть указан и в мм.

Материалы, из которых изготовлены корпус и шар, определяют до какой температуры узел будет нормально работать, и предельное давление, которое он выдержит.

По размерам шаровые фитинги меньше своих винтовых аналогов. Устанавливаются они с помощью накидных гаек, фланцев, сварки.

Виды шаровых кранов

Запорные узлы различают по нескольким параметрам.

По способу прохода транспортируемого материала различают:

  • полнопроходные;
  • редуцированные (стандартнопроходные).

У полнопроходных шаровых кранов отверстие в шаре, корпусе узла и трубе имеет одинаковый диаметр.

Стандартнопроходные имеют отверстие в шаре на один типоразмер больше, чем в трубе и корпусе. Это предохраняет от динамического удара при закрывании, позволяет смешивать жидкость с разных источников. Например, шарнирный шаровый смеситель для ванны и кухни с одной рукояткой, регулирующей подачу горячей и холодной воды, их соотношение.

Полнопроходные узлы сложны в изготовлении. В них при открытом положении практически нет зазоров и переходов на пути следования жидкости. Это позволяет сохранить без потерь давление и скорость движения транспортируемого вещества при прохождении через запорную арматуру. Используют такие краны в постоянно работающих трубопроводах с перекрытием на непродолжительный срок. Полнопроходные модели ставят в системы с загрязненными жидкостями и имеющими твердые мелкие фракции. Отсутствие переходов сокращает возможность частиц зацепиться, образовать затор.

По способы монтажа в систему различают следующие типы кранов:

Муфтовыми называют шаровые резьбовые краны, которые накручиваются непосредственно на металлическую трубу или переходник в случае пластикового трубопровода. Широко применяются при монтаже бытовых систем водопровода, отопления. Систему легко собрать своими руками.

Фланцевые фитинги подходят для трубопроводов большого диаметра, работающего под большим давлением. Приварные отличаются малыми размерами. Их устанавливают в системы, с высокими требованиями к герметичности.

По назначению и рабочей среде различают газовые вентили, для холодной и горячей воды, паровые, кислотоустойчивые. Корпус узла может быть цельным или разборным.

Шаровые краны устанавливают не только на домашние системы. Их монтируют на нефте- и газопроводы большого диаметра. Вручную такие вентиля не покрутишь. Да и расстояние между ними может быть в несколько км. Поэтому возможны различные способы управления:

  • ручной;
  • с редуктором;
  • с электроприводом;
  • гидравлический;
  • пневматический.

Редуктор увеличивает приложенную силу и позволяет вручную закрыть большой вентиль или плавно регулировать подачу транспортируемого вещества. Электродвигатель может управляться на расстоянии. Электропиривод может устанавливаться на трубопроводы большого сечения, а также для дистанционного управления.

Шаровые изделия различают по материалу корпуса:

  • латунные для газа и воды бытовых систем;
  • стальные самые дешевые;
  • из нержавейки практичные;
  • чугунные кислотостойкие;
  • полипропиленовые для пластиковых трубопроводов.

Маркировка шаровых кранов

Все шаровые краны имеют на корпусе отлитые знаки: стрелку, указывающую на направление движения воды и диаметр в дюймах.

Основная маркировка каждого изделия наносится в несколько строк.

  • Товарный знак производителя.
  • Характеристика данного узла. Например, КШ.Т.Х обозначает кран шаровый, для теплоснабжения, климатические условия — хладостойкий.
  • DN с цифрами — проходное сечение, диаметр. PN и цифра — допустимое давление.
  • Материал корпуса. Тип соединения.
  • Серийный номер, один на всю партию.
  • Предельные температуры работы.

Ниже контакты фирмы и страна производитель. Сбоку обычно ставится дата изготовления корпуса. Вся маркировка заключается в рамочку.

Преимущества и недостатки шаровых кранов

Преимущества шарового вентиля:

  • простая конструкция;
  • небольшой вес;
  • малый ход открытия;
  • отсутствие потерь давления;
  • большой выбор моделей и вариантов исполнения;
  • простая установка;
  • длительный срок службы до 20 лет без ремонта.

Шаровые фитинги занимают мало места и не перегружают трубопровод своим весом. Их легко закрыть в любой ситуации.

Основной недостаток шарового вентиля – его невозможно приоткрыть слегка, отсутствие тонкой настройки мощности потока, только грубая.

Как выбрать шаровый кран

Приступая к строительству водопровода или отопления, следует точно знать типоразмеры труб и фитингов, какой шаровый кран лучше. Начинать следует с создания схемы проведения трубопровода. По ней нужно рассчитать количество запорной арматуры. Затем покупать вентиля или шаровые краны.

В местах перекрытия потока, в начале ответвлений системы отопления используют вентиля. Они просто перекрывают поток в нужный момент. В конечных точках труб, на выходе воды, лучше ставить шаровые краны.

Выбор начинается с диаметра. Фитинги для дома подойдут резьбовые. Затем следует выбрать материал корпуса и цвет ручки:

  • желтая, черная — газ;
  • синяя, голубая — холодная вода;
  • красная — горячая вода.

У смесителей обычно блестящие стальные или декоративные ручки.

Монтаж и правила эксплуатации

В монтаже шарового крана с резьбовым соединением сложности нет. При строительстве новой системы водопровода следует выполнить простые действия.

  • На установленной трубе отметить место расположения крана.
  • Обрезать ее в размер и нарезать резьбу.
  • Намотать фум-ленту по ходу закручивания фитинга.
  • Накрутить шаровый кран или затянуть накидную гайку в зависимости от крепления.

При ремонте сначала перекрывается вода, производится демонтаж старого фитинга. Затем поверхность трубы очищается от мусора, известкового налета и устанавливается новый кран.

Устанавливать шаровые краны выгодно. Их стоимость выше, но это окупится длительной эксплуатацией без замены прокладок.

Ставьте лайки, подписывайтесь на наш канал и Вы не пропустите еще множество полезных статей! И заходите к нам на сайт , там еще много полезной информации касающейся труб.

Шаровой кран

Шаровой кран ─ трубопроводный кран, запирающий или регулирующий элемент которого имеет сферическую форму. Разновидность шарового крана ─ сегментный шаровой кран с запирающим или регулирующим элементом в форме сегмента шара.

Шар поворачивается вокруг собственной оси, расположенной произвольно относительно направления движения потока рабочей среды.

Читать еще:  Краны с датчиками на протечку воды

Краны шаровые начали применять в начале XX столетия. Они ─ результат логического развития традиционных конструкций (конусных и цилиндрических кранов), превратились в многообещающее и перспективное направление развития трубопроводной арматуры.

Преимущества шаровых кранов:

Такие же, как и у других кранов, только более ярко выраженные.

Особенности конструкции шаровых кранов позволяют в еще большей степени проявиться целому ряду преимуществ, свойственных крану как типу трубопроводной арматуры. Это, прежде всего, ─ минимальное гидравлическое сопротивление (еще меньшее, чем у конусных и цилиндрических кранов), низкий крутящий момент, компактность и очень важное для любой трубопроводной арматуры качество ─ высокая герметичность.

Указанная в техническом описании моделей от ведущих производителей герметичность по классу А согласно «ГОСТ 9544-2005. Арматура трубопроводная запорная. Классы и нормы герметичности затворов» означает, что для кранов с номинальным диаметром от DN 3 до DN 200 при номинальном давлении PN до 420, а для кранов с номинальным диаметром от DN 250 до DN 2000 при давлении PN до 200, в течение всего времени выдержки видимые утечки отсутствуют.

Еще одно достоинство шаровых кранов ─ компактность ─ позволяет за счет уменьшения габаритов экономить место, делая возможной их установку в ограниченном пространстве, например, в параллельной системе трубопроводов.

Шаровые краны отличает нечувствительность к перепадам давления а, значит, гидроударобезопасность.

В случае полного открытия полно проходного шарового крана его проходное сечение сопоставимо с диаметром трубопровода, что означает отсутствие изменений в гидравлических параметрах управляемой рабочей среды. Кроме того, в полнопроходном шаровом кране в силу особенностей его конструкции не происходит застаивание твердых частиц, выпадающих из содержащих их жидкостей, а, значит, не образуется осадок.

Применение шаровых кранов

Свойственные шаровым кранам широкий диапазон размеров, легкая встраиваемость в любые технологические линии, наличие различных способов присоединения к трубопроводам и возможность установки разных приводов способствуют расширению сферы их применения. Краны шаровые используют для управления самыми разными по своему составу и свойствам рабочими средами ─ жидкими, газообразными, содержащими твердые частицы. Краны шаровые не только успешно справляются с высокотемпературными рабочими средами, но и способны функционировать в окружающей среде с повышенной или пониженной температурой (например, в криогенной технике для перемещения жидкого азота или кислорода), в т. ч. в режиме непрерывной эксплуатации.

Шаровые краны для воды управляют потоками как обычной «водопроводной» воды, циркулирующей в сетях водоснабжения, так и дистиллированной, термальной (минеральной), морской (соленой). Вода может быть не только чистой, но и содержать твердые, в т. ч. абразивные частицы, ржавчину, известь, лакокрасочные материалы, включая растворители и прочие химические загрязнители; быть перегретой до 200 и более градусов Цельсия и очень холодной, с температурой от минус 30 O C, за счет содержания этиленгликоля или пропиленгликоля.

Шаровые краны используют в трубопроводных системах, перемещающих весь спектр нефтепродуктов: нефтехимическое сырье, смазочные вещества, светлые нефтепродукты, бензин, дизельное топливо, мазут и даже такие вязкие составы как строительный и дорожный битум.

Но водой и нефтепродуктами перечень рабочих сред, потоками которых можно управлять с помощью шаровых кранов, не ограничивается. В него входят также разнообразные продукты химического производства: щелочи, кислоты, растворители (например, ацетон), лаки, краски, сода, изоцианаты, используемые для изготовления пенопластов, резины, ЛКМ и клеев, перекись водорода, метан, этилен, другие вещества.

Устанавливаемые на водо-, нефте-, газо-, продукто- и иных трубопроводах краны шаровые используют во многих отраслях народного хозяйства с разными требованиями к трубопроводной арматуре и разными условиями ее эксплуатации. В химической промышленности, где часто приходится иметь дело с необычайно агрессивными рабочими средами. В горнодобывающей (особенно на производствах, занятых обогащением полезных ископаемых) и металлургической отраслях, для которых свойственны особенно тяжелые условия эксплуатации. На распределительных станциях газопроводов, предприятиях нефтедобычи и нефтепереработки. В требующих особой чистоты, а порой стерильности фармацевтических производствах и предприятиях пищевой промышленности, например, при изготовлении спиртосодержащих напитков. В тепло- и электроэнергетике (ТЭЦ, ГРЭС, ГЭС, котельные, системы водоподготовки и водоочистки) и системе жилищно-коммунального хозяйства (теплосети и сети горячего и холодного водоснабжения и канализации).

Конструкция шарового крана

Различают несколько способов установки шара в корпус шарового крана.

Корпус может представлять собой составную конструкцию из двух (2-составная) или более частей (как правило, 3-составная), соединенных между собой болтами (очень похоже на фланцевое соединение). Преимущества такого технического решения очевидны ─ простота обслуживания и ремонта. Так, трехсоставная конструкция позволяет заменять и затягивать прокладки, проводить техническое обслуживание и ремонтные работы без демонтажа крана.

Но при эксплуатации шаровых кранов с составным корпусом следует учитывать возможность нарушения герметичности и непроизвольного раскрытия разъемов в случае нарушения регламента технического обслуживания.

Возможны конструкции с разъемами в верхней части корпуса либо разъемами, расположенными перпендикулярно или под углом к оси трубопровода. Через них в корпус вставляются шар и уплотнительные кольца. Наконец, еще один вариант ─ заваренный корпус, не имеющий разъемов.

В зависимости от способа фиксации запирающего (регулирующего) элемента, различают две возможные модификации подвижного сопряжения: краны шаровые с плавающей пробкой (с плавающим шаром) и краны шаровые с пробкой в опорах (шаром с фиксированной осью). В первом случае уплотнение запорного органа происходит благодаря самоуплотнению ─ плавающий шар под воздействием давления рабочей среды прижимается к седлу и фиксируется уплотнительными седлами, которые воспринимают нагрузку от перепада давления. Это гарантирует надежное плотное без утечек прилегание шара к седлу, а также «автоматическую» компенсацию износа седла.

Во втором случае ─ пробка фиксируется цапфами в крышке и корпусе крана, вследствие чего нагрузка приходится на подшипники опор. Особенности конструкции не могут не влиять на функциональные свойства шаровых кранов разных исполнений. Краны шаровые с плавающей пробкой используют при более низких давлениях и температурах, а краны шаровые с пробкой в опорах устанавливают на трубопроводах большого (более 500 мм) диаметра.

В конструкции шаровых кранов могут реализовываться различные конструктивные решения, направленные на увеличение их функциональности. Так, в шаровых кранах с V-образным вырезом удается обеспечить сплошной поток с небольшими перепадами давления, что делает возможным их использование для управления пульпами и вязкими жидкостями.

Чтобы снизить повышенные усилия, действующие на седла в шаровых кранах с большим номинальным диаметром и приводящие к преждевременному износу уплотнительных поверхностей, может предусматриваться предшествующий повороту шара автоматический отжим уплотнительного кольца под действием рабочей среды. Еще один способ снизить механические нагрузки на седла ─ подача на них смазки.

Также как и для других видов арматуры для шаровых кранов можно использовать различные типы присоединения к трубопроводу. Наибольшее распространение получили фланцевый, под приварку и муфтовый.

Из чего сделаны шаровые краны

Корпуса шаровых кранов изготавливают из чугуна, углеродистой или нержавеющей стали (поковок, проката и литья), а кранов с небольшим номинальным диаметром ─ еще и из сплавов цветных металлов. Использование шаровых кранов с корпусом из нержавеющей стали актуально не только для управления агрессивными рабочими средами, но и средами, требующими соблюдения высоких стандартов чистоты, например, в пищевой промышленности, а также в функционирующей при очень низких температурах криогенной технике.

Запирающий (регулирующий) элемент шарового крана ─ шар─ изготавливают из стали, латуни, керамики. Для шара очень важно качество обработки поверхности ─ чем оно выше, тем ниже трение и износ седел. Шары из нержавеющей стали отличаются высокой устойчивостью к коррозии. Стремление получить еще более стойкие к износу и коррозии шаровые краны привело к появлению шаров из керамических материалов.

Читать еще:  Краны сантехнические виды

Перечень материалов, из которых изготавливают седла шаровых кранов, включает резину, фторопласт, нейлон, полиэстер, бронзу и другие материалы. Их выбор зависит от условий работы шарового крана и свойств рабочей среды. В кранах, используемых при высоких температурах, на абразивных средах и в условиях пожароопасности устанавливают твердые металлические уплотнения. Их также применяют при больших перепадах давления и высокой скорости рабочей среды. Кроме того, повышенным температурам эффективно противостоят терморасширенный графит и полиамид.

Износостойкостью и способностью обеспечить высокую герметичность отличаются уплотнения из фторопласта, в т. ч. фторопласта с наполнителями из стекла, графита, металлического порошка.

Управление шаровыми кранами

Управление шаровыми кранами может осуществляться посредством ручного (рукоять, маховик, через редуктор) или не полноповоротного механизированного привода ─ пневматического (одностороннего или двухстороннего действия), электрического (в общепромышленном или взрывозащищенном исполнении), гидравлического. Краны с механизированным приводом применяются в трубопроводах с высоким давлением и большим диаметром. Дополнительно они могут снаряжаться ручным дублером. Шаровые краны с пневмоприводом комплектуются электропневматическим распределителем и блоком конечных выключателей.

При расчете привода шаровых кранов учитывают следующие факторы: скорость и вязкость рабочей среды, коэффициент трения материалов уплотнения, воздействие температуры.

Учитывая, что для шаровых кранов очень важно, чтобы за цикл совершался поворот ровно на 90 O , на них могут монтировать регулируемые путевые выключатели, обеспечивающие точность положений «открыто» и «закрыто», а чтобы предотвратить риск случайного вмешательства шарового крана в работу трубопроводной системы─ механические фиксаторы органов управления крана в крайних положениях.

Первой областью применения появившихся перед началом Второй Мировой войны шаровых кранов были топливные системы авиационной техники. Но очень быстро ими заинтересовались в других отраслях промышленности, и уже в 50-е годы XX столетия началась масштабная экспансия шаровых кранов в самые разные направления технологий. Процесс этот продолжается и сегодня.

За прошедшие десятилетия в развитии шаровых кранов сделан огромный шаг вперед: резко увеличились объемы их производства, созданы новые конструкции, в которых нашли свое место разнообразные инновации и оригинальные технические решения. Шаровые краны с полным основанием можно считать одним из флагманов современной трубопроводной арматуры.

Что такое шаровой кран и как он работает?

Шаровой кран является одной из наиболее распространенных разновидностей трубопроводных кранов. Он предназначен для прекращения подачи воздуха, газа или жидкости на том или ином участке трубопровода. В некоторых случаях шаровой кран также используется для регулирования расхода рабочей среды.

Чтобы понять, что такое шаровой кран в плане конструкции, представим себе шарик со сквозным отверстием в потоке жидкости или газа: при совпадении отверстия с направлением потока рабочая среда будет свободно проходить через запорный элемент, а при его перпендикулярном повороте поток будет перекрыт. Так устроен шаровый запорный механизм. Чаще всего пропускное отверстие делают цилиндрическим, но, в принципе, геометрия может быть любой: овальной, прямоугольной или трапециевидной.

Диаметр отверстия может быть идентичным внутреннему диаметру трубы или меньше его на 20-30 %. В первом случае полнопроходная арматура обеспечивает высокую пропускную способность и минимальные гидравлические потери при прохождении запорного элемента. Суженная, или редуцированная арматура ослабляет поток рабочей среды. Величина сечения отверстия в шаре зависит от области применения шаровых кранов и характеристиками трубопровода.

В промышленности в основном используются полнопроходные краны, так как они надежнее стандартнопроходных и выдерживают большее давление. Правда, цена на них почти в два раза выше, да и весят они значительно больше.

Зазоры между седлом, в котором вращается шар, и собственно шаром защищены так называемыми седловыми уплотнениями. Давление потока прижимает шар к уплотнению, в результате чего блокируется возможность просачивания рабочей среды. Уплотнительные кольца выполняются из составов на основе резины или полимеров, в каждом случае выбор материала определяется параметрами рабочей среды (температурой, главным образом). Уплотнение одновременно выполняет функцию подшипника скольжения, облегчая управление краном.

Кроме этого, в конструкцию шарового крана входят рукоятка управления и шток для передачи усилия от рукоятки к шаровому механизму. Помимо ручного управления, рассчитанного на арматуру небольшого диаметра (обозначается маркировкой ДУ), шаровые краны могут иметь пневматический, гидравлический или электрический привод. Краны с механизированным приводом находят свое применение на промышленных трубопроводах, где для управления запорными устройствами приходится прикладывать значительные усилия.

Конструкция шарового крана может иметь три отвода в корпусе. В этом случае кран играет роль смесительного узла, не только перекрывая, но и перераспределяя поток.

Существует несколько вариантов присоединения запорного крана к трубе. Фланцевый способ крепления заключается в установке круглых или квадратных пластин (фланцев) на патрубок и трубу, после чего их стягивают между собой винтами или штифтами. Такая конструкция также проста в установке, используется для труб с диаметром свыше 50 мм и при высоком давлении в трубах, так как обладает хорошими прочностными характеристиками и рассчитана на большие нагрузки. Фторопластовые или стальные прокладки герметизируют соединение трубы с краном.

Фланцевые шаровые краны могут быть использованы на нефте- и газопроводах, а если нет необходимости периодической разборки, то предпочтение отдается приварным кранам. Сварка гарантирует максимальную прочность и герметичность стыка.

В гражданском строительстве и в быту на трубах меньшего диаметра обычно используют компактные муфтовые шаровые краны. Они подсоединяются к трубе с помощью муфт с внутренней цилиндрической или конической резьбой. Такой способ соединения отличается легкостью монтажа и демонтажа. Материал изготовления – сталь (в случае высоких температур и давления рабочей среды) и цветные сплавы, надежность соединения обеспечивается наматыванием на резьбу ленточных уплотнителей или нанесением мастик и герметиков.

Однако у резьбовых соединений есть проблема в довольно быстром разбалтывании и потере герметичности. В этом плане преимущество имеет быстроразъемное муфтовое соединение «американка» (конструкция пришла из США). Оно состоит из двух штуцеров, накидной шестигранной гайки и уплотнителей. Штуцеры не нужно вращать, а гайка затягивается обычным ключом, однако такая простота отличается высокой степенью герметичности и надежности. «Американку» можно монтировать на трубопроводах высокого давления и температуры.

Иногда особенности трубопровода требуют комбинации разных типов соединения. Такой универсализм воплощен в шаровых кранах с несколькими способами крепления: муфта-сварка, фланец-сварка и т.д.

Прежде чем купить шаровый кран, нужно внимательно изучить предлагающийся на рынке ассортимент. Изделия из силумина и любые запорные устройства неизвестных производителей – это трата денег «на ветер» вследствие их низкого качества, хрупкости и подверженности коррозии вне зависимости от предназначения (подача воды, воздуха и т.д.). Лучше обратить внимание на бренды, заслужившие признание на рынке трубопроводной арматуры.

К примеру, хорошим выбором будут стальные шаровые краны SMC с ручным управлением и пневматическими приводами. Возможна поставка кранов в специальном исполнении с позиционером, концевым выключателем, датчиками конечных положений. Краны с пневмоприводами могут комплектоваться любой автоматикой и контрольно-измерительным оборудованием производства SMC.

Советуем также почитать статью про устройство чиллеров — это ЗДЕСЬ.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector