Устройство шарового крана

Шаровой кран — это запорная арматура, предназначенная для перекрытия потока рабочей среды. Устройство монтируют на гидравлических трубопроводах, чтобы управлять жидкостями. В этой статье рассмотрим, из чего состоит и как работает шаровой кран.

Запорная арматура такого типа позволит частично перекрыть поток рабочей среды и отрегулировать интенсивность напора. Устройство устанавливают на водопроводах, системах отопления, газоснабжения, других хозяйственных, промышленных коммуникациях.

Основные элементы устройства шарового крана

Арматура получила такое название потому, что функции запорного элемента в ней выполняет шар со сквозным отверстием. Эта деталь полностью перекрывает или открывает поток рабочей жидкости.

Вот основные элементы шарового крана, представленного в нашем каталоге:

1. Корпус: Латунь (CW617N) 
2. Крышка: Латунь (CW617N) 
3. Шар: Латунь (CW617N) 
4. Шток: Латунь (CW617N) 
5. Седла шара: PTFE 
6. Уплотнение штока: PTFE 
7. Уплотнительное кольцо (O-Ring): NBR материал
8. Упорное кольцо штока: Латунь
9. Гайка: Латунь 
10. Рукоятка: Сталь из специального покрытия Dacromet®

Конструкция шарового крана может отличаться в зависимости от его типа. Она бывает разборной и неразборной, в первом случае заменить изношенные элементы проще. Более дешевые бытовые варианты не разбираются, у них шаровой механизм в корпусе сваривается из двух частей.

Трехходовой кран отличается формой шарового отверстия — оно выполнено в виде буквы Г или Т. Такая модель переключает поток рабочей жидкости в одно из направлений, она предназначена для гидравлической системы. Полнопроходные краны обеспечивают свободный ход среды, так как диаметр отверстия шара у них равен диаметру трубы.

Ключевые компоненты и их функции

Рассматривая схемы устройства шарового крана, стоит отметить и другие элементы конструкции:

• корпус;
• PTFE-уплотнитель шара;
• поворотный шток с уплотнением;
• гайки — одна прижимает уплотнитель, вторая фиксирует ручку;
• рукоятка.

Последняя предназначена для управления арматурой. Рукоятка размещена вверху и связана с шаровым элементом, называемым также пробкой.

Материалы изготовления

Выбор зависит от типа рабочей среды и назначения. Корпус и шар у стандартных моделей для холодной и горячей воды выполнены из латуни. Для фланцевых используется серый чугун. Кроме него, при производстве задействуют также нержавеющую, углеродистую сталь.

Схема шарового крана всегда включает уплотнитель, который может быть выполнен из чистого PTFE или материала с другими добавками. Монтировать устройство можно как внутри, так и снаружи помещения, но важно, чтобы он не был подвержен ржавчине.

Принцип работы

Он предельно простой. Когда рукоятка находится в положении «открыто», шаровой элемент вращается на 90 градусов, и рабочая жидкость проходит через корпус. Чтобы перекрыть ее, нужно повернуть ручку в позицию «закрыто».

В таком случае запорный элемент возвращается на 90 градусов и блокирует поток. Угол поворота рукоятки бывает разным. Таков принцип работы шарового крана. В любом случае контролировать рабочую среду этим способом очень просто.

Полнопроходные модели используются в системах, где требуются минимальное сопротивление потоку и максимальная пропускная способность. Диаметр отверстия запорного элемента у них большой, поэтому гидравлическое сопротивление низкое, за счет чего напор рабочей среды сохраняется. Это оптимальный вариант для транспортировки жидкостей и газов под высоким давлением.

У стандартнопроходных кранов диаметр прохода сужается по сравнению с трубой. Это приводит к незначительному снижению пропускной способности. Но такие модели более экономичны в эксплуатации и производстве, для их монтажа нужно не так много места, как для полнопроходных.

Роль запорного шара

Именно этот механизм является основным, он отвечает за регулирование расхода рабочей среды. Внутри запорный шар полый, по центру этой детали находится отверстие. В положении «открыто» жидкость проходит только через него, а в «закрыто» твердая часть мешает движению.

Для изготовления используют такие материалы:

• латунь;
• нержавеющую сталь;
• хромированную латунь.

Отверстие отличается по форме. Стандартом для бытовых систем является круглый запорный элемент. В трехходовых кранах отверстие бывает Т-образным или Г-образным, благодаря такой форме эта модель позволяет менять направление потока.

Диаметр проходного отверстия влияет на пропускную способность крана. От него также зависит степень турбулентности потока, то есть наличие нерегулярных колебаний или перемешивания. Запорный элемент непосредственно влияет и на давление в системе.

Влияние типа привода на работу

От этого критерия зависит способ управления. Рассматривая внутреннее устройство шарового крана, стоит отметить модели с ручным, пневматическим и электрическим приводом. Первый вариант более простой в управлении и отличается надежностью.

Пневматический привод преобразует кинетическую энергию сжатого воздуха в механическое движение для дополнительного поворота арматуры. Такие модели отличаются стойкостью к коррозии и агрессивным веществам, демонстрируют высокую наработку на отказ. Конструкционно они просты, управлять ими можно на расстоянии.

Краны с пневматическим приводом стойкие к повышенной влажности и стабильно работают при большом риске взрыва. Именно поэтому их устанавливают на системах для транспортировки нефтепродуктов, агрессивных и легковоспламеняющихся веществ.

Устройства с электроприводом способны автоматически блокировать подачу воды. При использовании такой модели настройки можно регулировать удаленно. Среди прочих преимуществ — экономичность в плане потребления электричества, быстрый отклик, точное позиционирование.

Краны с электрическим приводом отличаются обтекаемой конструкцией, поэтому более долговечны и менее требовательны к техническому обслуживанию по сравнению с другими.

Особенности и преимущества шаровых кранов

Модели такого типа отличаются:

• простой конструкцией;
• надежностью (например, шаровый кран ДУ 32 мм);
• легкостью управления;
• возможностью горизонтальной или вертикальной установки.

Схема шарового крана проста и понятна. Этот вид арматуры, а также различные обратные клапаны представлены на сайте Armatura.net.ua.

Таблица. Основные параметры кранов шаровых