Устройство водопроводного шарового крана: элементы и принцип действия

Водопроводные краны различных конструкций есть в каждом доме. Наиболее популярны шаровые механизмы, изобретенные ещё 100 лет назад. Они просты в монтаже, доступны по стоимости. Потребителю представлен ряд вариантов исполнения с функциональными и конструктивными отличиями. С ремонтом всех разновидностей можно справиться собственноручно, если знать устройство водопроводного крана шарового типа и его основные детали.

Содержание статьи:

Классификация водопроводных шаровых кранов
Устройство и принцип работы шаровых кранов
Маркировка шаровых кранов
Монтаж и эксплуатация кранов
Преимущества и недостатки шаровых кранов
Как выбрать шаровой кран?
Видео о кранах шарового типа

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 (+)

Устройство и принцип работы шаровых кранов

Корпус запорного приспособления представляет собой отрезок трубы, расширенный в средней части. В расширении установлено седло из уплотнительного материала, внутри которого находится главный элемент — шар, он же затвор или пробка. Шар может свободно вращаться внутри седла. В запорной арматуре у него только одно сквозное отверстие.

В регулирующих устройствах и кранах, перенаправляющих поток, могут быть 2 или 3 отверстия. Если кран служит для регулирования напора горячей или холодной воды, то отверстий два, если устройство является смесителем, то отверстий три.

Шаровой кран приводят в действие поворотом рычага, к которому через шток присоединен шаровой затвор с отверстием. Разворачивая отверстие относительно оси трубопровода, мы открываем/закрываем проход среде или пропускаем ее частично

Принцип работы очень прост: когда ось отверстия в шаре оказывается совмещённой с осью корпуса крана, из него начнёт поступать вода. Т.е. когда пробка развернута так, что ее отверстие совпадает с направлением трубопровода, как бы продолжая его. В этой позиции поток жидкости, пара, газа проходит по трубопроводу, в том числе через кран, свободно.

При повороте шарового затвора на 90? проход для воды, пара, газа перекрывается той стороной, на которой нет отверстий. В этой позиции течение среды полностью останавливается, потому что она упирается в сплошную стенку затвора. Однако этим простым приспособлением можно и регулировать параметры потока. При повороте на 45?, к примеру, течение будет перекрыто лишь наполовину.

Для управления шаром используется шток, соединённый с рычагом. По обеим сторонам штока располагаются уплотнительные кольца. Отверстие в корпусе, через которое проходит шток, так же оснащено шайбой и уплотнительным кольцом.

Шаровой однорычажной смеситель оснащен затвором с двумя отверстиями для пропуска холодной и горячей воды и еще одним отверстием для выхода смешанной струи (+)

Краны шарового типа изготавливаются из латуни или различных марок стали. Латунные устройства считаются более надёжными, срок их службы превышает 10 лет. Изделия из стали очень редко применяются в быту, в основном используются для промышленных трубопроводных систем.

Совсем недавно производители стали выпускать краны, корпус которых выполнен из высокопрочного пластика. В отличие от латунных, такие устройства не подвержены коррозии, стоят значительно дешевле. Единственный недостаток пластиковых изделий заключается в том, что их нельзя использовать для горячей воды.

Все уплотнительные кольца выполнены из резины высокой плотности, это самые «слабые» места крана, которые становятся причиной протечек, но легко заменяются при помощи обычного ремкомплекта

Эти краны получили наибольшее распространение в быту. Особенностью их конструкции является то, что шар не связан жёстко со штоком и может двигаться под действием воды, прижимаясь к уплотнительному кольцу, таким образом герметизируя кран. Плавающий шар используется в механизмах, номинальный размер которых не превышает 20 см. Такие устройства устанавливаются в системах внутреннего водо- и теплоснабжения. Практически во всех бытовых смесителях отечественного и импортного производства также установлен плавающий шаровой механизм.

Исполнение корпуса кранов с плавающим шаром может быть как сварным, так и разборным. Уплотнительные элементы могут быть различной жёсткости. Небольшие бытовые устройства обычно являются разборными и имеют мягкие уплотнители.

Краны с плавающим затвором устанавливаются на магистралях диаметром до 200 мм с постоянным движением рабочей среды. Шар под напором среды прижимается к уплотняющим кольцам, герметизируя арматуру (+)

Есть краны, в которых запорный элемент зафиксирован на оси штока, а уплотнения прижимаются к шару при помощи стяжных болтов или пружин. Для облегчения закрывания/открывания цапфа оснащена подшипниками. Данная конструкция является самой надёжной, но ввиду высокой стоимости используется в быту крайне редко и обычно на самых ответственных участках системы 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 (+)

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 (+)

Преимущества и недостатки шаровых кранов

Шаровые краны очень популярны в самых различных сферах хозяйства. Они считаются надёжными запорными устройствами, входят в состав системы водоснабжения городской квартиры и частного дома. Кроме надёжности и простоты конструкции изделия такого типа имеют много других преимуществ:

большой рабочий ресурс, длительный срок эксплуатации;
редко ломаются, легко ремонтируются;
высокая степень герметичности, при правильной установке полностью отсутствуют протечки;
удобное использование, для перекрытия водного потока достаточно поворота или нажатия рычага;
огромный ассортимент размеров и типов;
простота монтажа, можно установить своими руками не привлекая специалиста-сантехника.

У кранов шарового типа нет никаких недостатков, они доступны по цене, в каждом хозяйственном магазине вам предложат на выбор несколько изделий различных размеров. Смеситель с шаровым механизмом избавит своих владельцев от трудоёмкой и частой замены прокладок, а также проблем с утечкой воды, которые так часто встречаются у устаревших вентильных кранов.

Шаровые смесители очень редко выходят из строя, основной причиной поломки является жёсткая вода, поэтому производители рекомендуют устанавливать водопроводные фильтры в системе водоснабжения

Как выбрать шаровой кран?

Как уже говорилось, современные производители выпускают более 4 тыс. различных видов шаровых кранов, поэтому для неподготовленного покупателя выбор запорного устройства- трудная задача. Выбирая механизм, кроме основного параметра — пропускного диаметра, стоит обратить внимание на следующие факторы:

Внешний вид. Качественное изделие не имеет сколов, зазубрин, вмятин. Его поверхность ровная, маркировка завода-изготовителя видна чётко.

Допустимое давление. Из двух вариантов лучше выбрать тот кран, максимально допустимое давление, которого будет больше. Учтите, что этот показатель для горячей воды должен составлять не менее 20 кг/см?, для холодной — не менее 10 кг/см?. Чем больше допустимое давление, тем изделие лучше будет противостоять гидроударам, периодически возникающим в трубопроводе.

Исполнение корпуса. Для подключения бытовой техники, душевых кабин, разводки системы водоснабжения внутри дома лучше отдать предпочтение более простым и ремонтопригодным разборным кранам. Для наиболее важных участков, например центрального водопровода лучшим вариантом будет цельносварной корпус.

Материал корпуса. Самые качественные изделия изготавливаются из латуни. Будьте осторожны! Под видом латунного крана вам могут продать подделку из силумина — дешёвого низкокачественного металла. Определить подделку можно по весу: латунный кран тяжёлый.

Изделия из стали выглядят солидно, но быстро ржавеют и выходят из строя. Конечно, это не касается устройств из «нержавейки», которые, впрочем, встречаются достаточно редко. Если через кран будет проходить только холодная вода, то можно выбрать изделие из пластмассы.

Для перекрытия потока в безнапорных и слабонапорных системах, транспортирующих питьевую воду, бытовые не едкие и ливневые стоки могут применяться шаровые краны из непластифицированного ПВХ

Выбирая кран, ориентируйтесь на среднюю цену, слишком низкая стоимость должна насторожить, т.к. вам наверняка предлагают брак или подделку из дешевой стали.

Что касается стоимости шаровых кранов, то самыми дорогостоящими являются устройства Made in Italy. Чуть ниже по стоимости испанские, чешские, венгерские устройства. Российские и украинские производители занимают среднюю ценовую нишу, сочетая в себе качество и приемлемую стоимость.

Самые дорогие и долговечные шаровые краны выполнены из латуни, покрытые хромовым или никелевым слоем, такие устройства могут длительное время эксплуатироваться при температурах выше ста градусов

Самыми дешевыми традиционно являются изделия китайского производства. Качество китайских механизмов оставляет желать лучшего, использовать их можно только в качестве временных запорных устройств.

Видео о кранах шарового типа

Подробная инструкция об установке арматуры шарового типа по шагам:

Проблемы шаровых водопроводных кранов:

Шаровой кран — полезное изобретение, значительно упростившее устройство безопасной системы водоснабжения. Установка осуществляется без проблем, нет необходимости вызывать сантехника или использовать сложный инструмент. Ознакомление с устройством разных видов шарового водопроводного крана поможет выполнить ряд несложных ремонтных операций своими руками без привлечения сантехников.