Устройство водопроводного шарового крана — схемы и детали

 

Водопроводные краны той или иной конструкции имеются сегодня практически в любом доме. Наибольшее распространение получили шаровые изделия, изобретенные более 100 лет назад. Они долговечны, практичны, удобны в эксплуатации, легко устанавливаются и ремонтируются.

Классификация водопроводных шаровых кранов

Говоря о шаровых кранах, стоит разделять понятия «кран водопроводный» и «смеситель». Объединяет обе разновидности общий для них конструктивный элемент — запирающая или регулирующая деталь в виде тела вращения округлой конфигурации.

Действия по запиранию трубопровода или регулировке потока производятся поворотом этого элемента вокруг его условной центральной оси.

Огромный ассортимент кранов для водопровода позволяет подобрать устройство для любой системы водоснабжения с оптимальными параметрами и внешним дизайном

Краны могут как устанавливаться  между элементами водопроводной системы, так и являться конечной точкой трубопровода. В первом случае устройства называют запорными, а во втором они играют роль водоразборных приспособлений и чаще всего представляют собой хорошо известные всем смесители.

Смеситель — это механизм для смешивания воды и регулирования её температуры, в то время как проходной кран может регулировать только величину напора. Запорная шаровая арматура делится на проходную, т.е. установленную в прямом участке трубопровода, угловую, т.е. расположенную на участке с изменением направления потока на 90?, и на трехходовую, т.е. поставляющую поток в два приемных патрубка.

Благодаря простоте конструкции шаровой кран редко ломается, предельно прост в ремонте и монтаже

Арматура с шаровыми затворами используются в контурах водоснабжения и отопления. По параметрам пропускной способности применяемые в тепловых системах краны делятся на:

• Полнопроходные. Шаровые устройства, в которых диаметр выходного отверстия шаровой пробки, она же затвор, равен диаметру трубопровода на который установлен кран.
• Редуцированные. Сантехнические приспособления, в которых диаметр выходного отверстия шаровой пробки меньше аналогичного размера трубопровода в большинстве случаев на один типоразмер.

Краны редуцированного типа позволяют перекрывать тепловую магистраль быстро, но без угрозы формирования гидравлического удара.

По типу присоединения к системе водоснабжения:

• Резьбовые. Арматура с внутренней или наружной конической или цилиндрической резьбой. Монтируется путем навинчивания муфт или ввинчивания патрубковых фитингов. Самый распространенный в коммунальном хозяйстве вид прост в установке, позволяет легко проводить ремонты.
• Комбинированные. Устройства оснащенные внутренней и наружной резьбой. С одной стороны присоединяются посредством муфты с внутренней резьбой, с другой ниппельным фитигом.
• Приварные. Монтируются посредством сварки. При безукоризненном исполнении соединения обеспечивают идеальную герметичность, не требуют периодической регулировки положения муфт, как предыдущая разновидность. Однако неудобны в ремонте, т.к. вместе с ними приходится демонтировать часть трубопровода.
• Фланцевые. Устанавливаются с помощью фланцев на ответственных трубопроводных магистралях. Могут многократно подвергаться демонтажу с последующей установкой. Периодически требуют контроля болтовой затяжки фланцев.

В автономных системах водоснабжения наиболее часто используются обычные резьбовые устройства, позволяющие провести сборку трубопровода любой сложности из всех известных разновидностей труб или их комбинации.

Шаровые краны производят с наружными и внутренними резьбами, позволяющими соединять их с трубопроводом посредством муфт или фитингов (+)

По типу исполнения корпуса:

• цельносварные, корпус которых представляет собой единую конструкцию;
• разборные, когда элементы корпуса стянуты болтами и могут легко разбираться.

Первый тип изделий считается наиболее надёжным, но в случае неисправности такое устройство нельзя отремонтировать. Разборные краны чаще выходят из строя, но легко поддаются ремонту.

По типу пропускаемой жидкости:

• для холодной воды до +35? С;
• для горячей воды до +90? С.

Управление устройствами осуществляется при помощи рычага или вентиля -«бабочки». Выбор крана с определенным способом управления зависит от места расположения арматуры и предпочтений владельца. Краны с рычагом зачастую устанавливаются на центральные участки трубопровода, с «бабочкой» — на ответвления системы.

Смесители с шаровым механизмом устанавливаются на кухнях, в санузлах и являются конечными точками системы водоснабжения.

Вариантов разводки системы водоснабжения внутри дома существует очень много, но во всех случаях на участках в качестве запорной арматуры устанавливаются шаровые краны (+)

Виды и типы водопроводных кранов

Еще недавно потребитель мог выбирать, главным образом, из двух вариантов кранов: вентильную конструкцию с одним или двумя рычагами. Шаровый же кран очень простой конструкции использовался в основном в отопительных системах. Сегодня на прилавках магазинов сантехники можно найти и более современные изделия. По видам краны можно разделить на:

• одновентильные;
• двухвентильные;
• однорычажные;
• снабженные термостатом;
• сенсорные.

Сразу же следует понять разницу между понятиями «кран» и «смеситель». Все устройства, которые позволяют регулировать поток воды в трубопроводе и полностью останавливать его, обычно называют кранами. А смесителями считаются устройства, к которым подведено две трубы: с горячей и холодной водой. Механизм смесителей позволяет регулировать не только поток воды, но и ее температуру.

Каким бы ни был тип крана или смесителя, у каждого из них есть такие элементы, как:

• корпус, в котором расположен механизм управления потоком воды;
• излив, в просторечии — носик, через который поступает вода;
• управляющий механизмом рычаг или рычаги (вентили);
• собственно запирающий механизм, расположенный в корпусе.

Форма и цвет смесителя, конструкция излива во многом зависят от дизайнерских ухищрений производителя. Нередко носик излива снабжают аэратором или рассекателем: специальной сеточкой, которая распределяет поток воды более равномерно. Главное отличие кранов и смесителей разного вида состоит в устройстве запирающего механизма и рычагов.

Конструкция шаровых смесителей

Шаровые смесители в сантехнике используются относительно недавно. Они быстро завоевали популярность благодаря исключительному удобству в эксплуатации в сравнении с вентильными устройствами. Подробно устройство водопроводного шарового крана отражено на схеме:

Центральный элемент в устройстве шарового водопроводного крана — картридж, который можно вращать как влево-вправо, так и вверх-вниз

Внутри корпуса размещен шарообразный картридж, в котором имеются три отверстия. Через два из них в полость картриджа поступает холодная и горячая вода, а через третье уже смешанный и доведенный до необходимой температуры поток подается на излив.

Для управления движением картриджа используется только один рычаг. Движением влево-вправо регулируется количество холодной и горячей воды, поступающей в смеситель, т. е. ее температура. Чтобы увеличить или уменьшить напор воды, необходимо двигать рычаг в направлении вверх-вниз. Таким образом можно отрегулировать температуру и напор потока воды всего парой движений.

Обратите внимание, что из-за высокой популярности шаровых смесителей на рынке появилось множество подделок низкого качества. Толщина металла корпуса такого устройства должна быть не менее 2 мм. Отличить хороший кран можно по весу: качественная модель тяжелее.

Следует отметить, что отремонтировать шаровый смеситель в домашних условиях вполне возможно. Для этого устройство разбирают и полностью заменяют керамический картридж на новый. Разумеется, стоимость такого ремонта значительно выше, чем замена обычной прокладки вентильного механизма. Картриджи различных моделей могут отличаться, поэтому при ремонте рекомендуется:

• разобрать испорченный смеситель;
• вынуть неисправный картридж;
• отнести его в магазин сантехники;
• приобрести идентичное устройство;
• завершить ремонт.

Вынимая картридж, нужно запомнить его расположение, чтобы установить новый элемент правильно.

Простейшая модель шарового крана используется довольно давно. Это несложный механизм, который позволяет просто перекрывать поток воды. Чаще всего такие устройства применяются в трубопроводах, например, в отопительных системах. Устройство крана этого типа представлено на схеме ниже:

Такой простой и надежный шаровый кран используется не для регулирования температуры или напора воды, а только для открывания-закрывания потока

Чтобы перекрыть поток воды, достаточно повернуть ручку на 90 градусов. Эта простая конструкция используется обычно не слишком интенсивно, поэтому ломается крайне редко.

Особенности конструкции

Изобретены краны с шаровым способом запора были сто лет назад, но более ранние его варианты не совсем плотно перекрывали напор воды, поскольку их конструкция была несовершенна, а материалы недостаточно надежные.

С появлением искусственного фторопласта, каучука и многих других синтетических веществ устройство шарового крана стало более качественным, так как уплотнители, выполненные из них, обеспечивают отличную герметизацию и длительный срок службы.

Управление системой стало более легким из-за использования смазочных веществ высокого качества. Это в значительной степени влияет и на то, как часто нужно проводить ремонт (в данном случае — не скоро).

Устройство современного шарового крана довольно простое. Он состоит из затвора — подвижной детали, которая представляет собой стальной шар с круглым сквозным отверстием для прохождения потока. Размер отверстия совпадает с диаметром трубы.

Схема конструкции шарового крана.

Когда шар поворачивается на 90°, то идущему потоку полностью преграждается путь. Такой элемент называется полнопроходным. Если деталь открыта до конца, тогда полностью отсутствуют гидравлические потери во время циркуляции воды, что заметно увеличивает срок службы самого запорного механизма и труб.

Именно поэтому современные шаровые конструкции вытеснили своих предшественников со всех основных и значимых магистральных линий.

Всего существует три типа подобного изделия:

• стандартные;
• полнопроходные;
• неполнопроходные.

Пропускная способность полнопроходного варианта достигает 100%, неполнопроходного — 50%, а стандартного — 80%. Для изготовления используют латунь, различные сплавы с ней или достаточно прочный пластик.

Латунные краны хорошо выдерживают перепады температур, отличаются длительным сроком службы и не подвергаются коррозии.

Шаровые изделия из пластика обладают меньшей прочностью и не устойчивы к высоким температурам, поэтому их используют при подведении газа или для холодного водоснабжения.

Маркировка шаровых кранов

У каждого производителя своя номенклатура выпускаемых кранов, но все изделия российского производства, а также импортные устройства, продающиеся на территории РФ, соответствуют ГОСТ 52760. Этот стандарт регламентирует маркировку запорно-регулирующего оборудования, к которому относятся шаровые краны. Маркировка должна включать в себя:

• номинальный проход (условный диаметр), обозначается аббревиатурой DN;
• показатель номинального давления — PN;
• величину расчётного (рабочего) давления;
• стрелку, указывающую направление движения воды;
• максимальную эксплуатационную температуру;
• дату выпуска.

В соответствии с ГОСТ 4666 устройства, выполненные из чугуна, имеют чёрную окраску, из нержавеющей стали — голубую (синюю). Красным маркированы краны для горячей воды.

Сегодня выпускается более четырёх тысяч типоразмеров кранов для различных нужд, в бытовых системах водоснабжения используются устройства небольшого диаметра (+)

Рекомендации по выбору устройства

При выборе такого элемента необходимо руководствоваться некоторыми правилами:

Схема однорычажного смесителя с шаровым механизмом.

1. Следует определить, для чего он будет предназначаться. Так, например, для холодного и горячего водоснабжения, а также при монтаже газопровода, используют латунные или стальные системы.
2. Очень важно решить, какого типа будет деталь: фланцевый вариант или под приварку. Шаровой кран под приварку устанавливается на магистралях с потоком жидкости высокой температуры, кислотной или щелочной среды. Такой механизм способен выдержать высокое давление и достаточно надежный. Фланцевый тип (полнопроходной) прикрепляется посредством резьбы, применяется для жидкостей и газа, но не в агрессивной среде.
3. При покупке нужно тщательно осмотреть его на наличие брака и полной комплектации, в ином случае могут возникнуть протечки и необходимость провести ремонт. В комплект должны входить: шток уплотнения, ручка управления, тефлоновые уплотнительные седла, гайки, стальной или латунный шар, шток из латуни, шток резинового уплотнителя, латунный корпус, регулировочная гайка, уплотнительная шайба.
4. В продаже имеется два вида систем: с разборным корпусом и цельносварные.

Приоритетным является кран с разборным устройством корпуса, и обусловлено это следующими преимуществами:

1. Такой аксессуар является более надежным, поскольку не имеет многочисленных прокладок, которые, изнашиваясь, приводят к внезапным протечкам.
2. Их конструкция довольно проста, поэтому и ремонт не вызывает каких-либо сложностей, даже у человека, не разбирающегося в сантехнике.
3. Изделия данного вида очень удобны в эксплуатации. Для их использования достаточно лишь опустить или поднять рычаг.
4. Устройство обладает высокой степенью герметичности, которая достигается за счет плотного прилегания шара к крану.
5. Компактны в отличие от всех остальных.

Схема крана Маевского.

Разновидностью запорного устройства является кран Маевского (радиаторный игольчатый воздушный клапан), основным предназначением которого является удаление скопившегося воздуха в радиаторных батареях.

Устройство такого изделия несколько иное, чем водопроводного. Он гораздо удобнее обычного крана, применяемого для устранения пробок воздуха. Довольно часто во время подачи горячей воды в радиаторы центрального отопления образуются пузырьки воздуха, затрудняющие нормальную циркуляцию воды. Только установка крана Маевского позволит быстро и легко устранить проблему.

Его основой является игольчатый запорный клапан, который выполнен под четырехгранный ключ и имеет прорези для шлицевой отвертки.

Также имеется специальный клапан с пробкой, который необходим для вворачивания в верхнюю часть радиатора. Для герметичности между штоком клапана и винтом монтируется пластиковый кожух, что препятствует протеканию батареи во время открытия крана.

Если радиатор прогревается не полностью — это свидетельствует о скапливании воздуха. Чтобы это устранить, следует открыть кран специальным ключом до тех пор, пока не появится струйка воды.

Несмотря на то, что шаровые краны надежны, по некоторым причинам они выходят из строя. Но ремонту подлежат только устройства с разборным типом корпуса, а цельносварные — просто заменяются на новые.

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.

Монтаж и эксплуатация кранов

Устройство шарового водопроводного крана позволяет легко установить его самостоятельно там, где это требуется. Кран необходимо монтировать в таком месте, чтобы в процессе эксплуатации он не мешал и не подвергался механическим воздействиям. Одновременно с тем к крану должен быть обеспечен беспрепятственный доступ на случай контроля работы, исправления устранимых повреждений и демонтажа при необходимости замены.

Монтаж запорного устройства производится на металлические или пластиковые трубы по следующему алгоритму:

• Снимается старый кран (при его наличии), очищается резьба от остатков пакли и герметика.
• Производится плотная намотка резьбового уплонителя.
• Накручивается новое, подходящее по размеру запорное устройство. Обратите внимание, что резьба, на которую накручивается изделие, не должна быть гнилой, на ней должно быть не меньше четырёх витков. В противном случае необходимо менять всю трубу или её часть.

При монтаже водопровода с нуля, прежде всего, необходимо наметить место, где будет монтироваться кран. Затем труба отрезается в этом месте, делается соответствующая резьба, на которую накручивается запорное устройство.

В обоих случаях перед монтажом нужно обратить внимание на стрелку, указывающую направление потока и обязательно соблюдать это условие. Перед тем как прикрутить кран рекомендуется обмотать резьбу ФУМ-лентой. Это обеспечит максимально надёжную герметизацию.

После установки необходимо проверить работоспособность запорного устройства. Для этого надо включить воду и проконтролировать, нет ли утечек, постепенного образования капель, подтёков. Также необходимо убедиться, что управлению краном ничего не мешает, т.е. рычаг или «бабочка» имеют свободный ход.

Для монтажа устройства методом приварки используется электросварка. В процессе сварки важно не повредить шаровой механизм и уплотнительные кольца. Сначала приваривается один патрубок, затем второй, при этом на вертикальных участках кран должен быть установлен в положении «закрыто», а на горизонтальных — «открыто».

Используя фитинг и контргайку шаровой кран можно установить не только на металлическую или пластиковую трубу, но и соединить им трубы из разных материалов

Эксплуатация шаровых механизмов не вызывает сложностей, они используются или в закрытом, или в открытом виде. Осуществлять регулирование водоподачи при помощи шарового крана теоретически можно. Однако стоит учесть, что такой кран является, прежде всего, запорным устройством и слишком интенсивная эксплуатация приведёт к быстрому износу уплотнителей. Для регулирования потока лучше использовать смесители шаровой конструкции или игольчатый вентиль, если смеситель установить невозможно.

Нельзя устанавливать бытовые краны там, где по трубам проходит техническая вода, содержащая твёрдые примеси, т.к. они быстро повредят уплотнительные кольца, выводя запорное устройство из строя.

Перед покупкой шаровых регулирующих кранов для устройства водопровода необходимо свериться с планом и определить, сколько проходных и поворотных штук потребуется (+)

К чему приводят ошибки при выборе?

Неправильный выбор модели шарового крана чреват серьезными последствиями.

Так, если в систему холодного водоснабжения установить стальное изделие, оно может быстро (за 3-6 месяцев) прийти в негодность. Причина – повышенное содержание кислорода в жидкости, способствующее интенсивному образованию ржавчины. Для таких сетей лучше предпочесть изделия с покрытым резиной клином.

Если, напротив, в системе работает носитель с высокими температурами (150°С и выше), ошибкой будет эксплуатация изделий с фторопластовым уплотнителем. Для сохранения герметичности здесь лучше подойдут краны с уплотнением типа металл по металлу.

В трубопроводных сетях, по которым циркулирует техническая вода, содержащая твердые фракции, устанавливать бытовые шаровые краны не рекомендуется. Примеси быстро выведут из строя уплотнительные кольца, и устройство перестанет правильно функционировать.

Бесконтактные краны и смесители

Краны с сенсорным управлением все чаще устанавливают в санузлах крупных учреждений. Устройство оборудовано фотоэлементом, который срабатывает, когда к крану просто подносят руки. Как только посетитель убирает руки, фотоэлемент отключает поток воды. Это очень гигиеничное и экономное решение, поскольку посетители не контактируют с устройством, а вода перекрывается, как только в ней отпадает потребность.

Бесконтактные или сенсорные водопроводные краны позволяют существенно экономить расход воды. Они особенно популярны в учреждениях с большим количеством посетителей

Для регулирования температуры и напора воды обычно используется специальный шток, расположенный на корпусе крана. Существует и вариант, когда исходная температура задается на пульте управления водонагревателя или с помощью термодатчика в корпусе устройства. В этом случае смеситель комплектуется блоком электронного управления.