Шаровые краны: типы, сортировка, конструктивные особенности и принцип функционирования

Каждый дом оборудован разнообразными водопроводными кранами. Вряд ли кто-то захочет постоянно вызывать сантехника при возникновении проблем с краном, не так ли? Чтобы справиться с ремонтом, необходимо понимать устройство шарового крана и его составляющие.

В данной статье мы поможем вам: рассмотрим различные виды шаровых кранов, их устройство, классификацию, особенности маркировки и принципы работы. Получив эти знания, вы сможете самостоятельно решить вопросы ремонта всех типов кранов.

Для вашего удобства мы добавили в статью иллюстрации и схемы строения шарового крана, а также подобрали видеоматериалы, которые подробно объясняют, как закрывать и устанавливать кран.

Классификация шаровых кранов

Краны с шаровым механизмом, разработанные около ста лет назад, пользуются большой популярностью. Они известны своей простотой установки и доступной ценой. На рынке доступны различные варианты исполнения с отличиями в функционале и конструкции.

Следует различать «водопроводный кран» и «смеситель», когда речь идет о шаровых кранах. Обе категории объединяет общая конструктивная часть — запирающий или регулирующий элемент в форме шара.

Запирание трубопровода или регулировка потока осуществляется поворотом этого элемента вокруг условной оси.

В системах водоснабжения их устанавливают на протяжении всей линии: от источника воды до точек водоразбора.

Шаровые краны монтируются перед измерительными приборами и фильтрами, что упрощает демонтаж для обслуживания или замены.

Смесители с шаровым механизмом обеспечивают необходимое давление и температуру воды в соответствии с потребностями пользователей.

Точно такую же работу выполняют смесители, которые устанавливаются в ванных комнатах и туалетах.

Шаровые краны используются для перекрытия отдельных веток в частных и многоэтажных водопроводных системах.

Эти устройства помогают отключать линии в случае необходимости проведения ремонта или замены.

Включение шаровых кранов в отопительные контуры позволяет удалять устройства и регулировать поток теплоносителя.

Краны могут быть как установлены между элементами системы водоснабжения, так и служить конечным элементом трубопровода.

В первом случае такие устройства называются запорными, во втором — водоразборными, чаще всего в виде обычных смесителей.

Широкий ассортимент кранов позволяет пользователю выбрать подходящее устройство для любой системы водоснабжения, ориентируясь на нужные параметры и дизайн.

Смеситель — это конструкция, которая смешивает воду и регулирует её температуру, тогда как проходной кран может управлять лишь величиной напора.

Запорная арматура делится на проходные — устанавливаемые на прямом участке трубопровода, угловые — предназначенные для участков с изменением направления на 90 градусов, и трехходовые — распределяющие поток между двумя выходными патрубками.

Благодаря элементарной конструкции шаровые краны редко ломаются и легко поддаются ремонту.

Арматура с шаровыми затворами используется в системах водоснабжения и отопления.

По пропускной способности краны, применяемые в отопительных системах, делятся на:

• Полнопроходные. Устройства, где диаметр отверстия шарового затвора равен диаметру трубопровода, на который они установлены.
• Редуцированные. Устройства, в которых диаметр выхода шарового затвора меньше диаметра трубопровода, чаще всего на один типоразмер.

Редуцированные краны позволяют быстро перекрывать тепловые магистрали без риска возникновения гидравлического удара.

Краны также классифицируются по способу соединения с системой водоснабжения:

• Резьбовые. Арматура с внутренней или наружной конической либо цилиндрической резьбой. Они устанавливаются путём накручивания муфт или соединения фитингов. Этот самый распространенный тип в коммунальном хозяйстве легко монтируется и позволяет осуществлять простой ремонт.
• Комбинированные. Устройства с внешней и внутренней резьбой. Они соединяются с внутренней резьбой муфты с одной стороны, а с другой — ниппельным фитингом.
• Приварные. Эти краны устанавливаются путём сварки. Профессионально выполненные соединения обеспечивают отличную герметичность и не требуют дальнейшей регулировки, как в случае с резьбовыми. Однако они трудоемки в ремонте, поскольку необходимо демонтировать часть трубопровода.
• Фланцевые. Эти устройства подключаются с помощью фланцев на ответственных участках трубопроводов. Они могут многократно демонтажироваться и устанавливаться, при этом периодически требуется контроль болтового затяжки фланцев.

В автономных системах водоснабжения чаще всего используются стандартные резьбовые устройства, которые позволяют собирать трубопровод любой сложности из различных типов труб.

Шаровые краны могут быть как с наружной, так и с внутренней резьбой, что позволяет соединять их с трубопроводом при помощи муфт или фитингов.

Краны бывают:

• цельносварные, когда корпус представляет собой единую конструкцию;
• разборные, элементы корпуса которых соединены болтами и могут быть легко разобраны.

Первый тип считается наиболее надёжным, но в случае поломки такое устройство невозможно отремонтировать. Разборные краны чаще ломаются, но их ремонт гораздо проще.

В статье о ремонте шарового смесителя рассматриваются детали восстановления его работоспособности.

По типу жидкости, которую они пропускают, краны классифицируются на:

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

Управление кранами осуществляется с помощью рычага или вентиля типа «бабочка». Выбор того или иного типа крана зависит от местоположения устройства и предпочтений пользователя. Рычажные краны чаще устанавливаются на центральных участках трубопровода, тогда как с «бабочкой» — на отводах системы.

Смесители с шаровым механизмом устанавливаются на кухнях и в санузлах, выступая конечными точками в системе водоснабжения.

Существует множество вариантов разводки водопровода внутри помещений, но везде в качестве запорной арматуры устанавливаются шаровые краны.

Конструкция и работа

Корпус запорного устройства представляет собой участок трубы, расширенный в средней части. В этом расширении размещено уплотнительное седло, внутри которого находится основной элемент — шар, выполняющий функции затвора или пробки.

Шар может свободно вращаться в седле. У запорной арматуры имеется одно сквозное отверстие.

В управляющих устройствах или кранах, перенаправляющих поток, могут быть два или три отверстия. Для кранов, отвечающих за регулирование потока горячей или холодной воды, предусмотрено два отверстия, а для смесителей — три.

Шаровой кран управляется поворотом рычага, который через шток соединён с шаром, имеющим профильное отверстие. Поворачивая шар так, чтобы отверстие соприкасалось с осью трубопровода, мы можем открывать или закрывать проем для потока жидкости.

Принцип работы очень прост: когда ось отверстия в шаре совпадает с осью корпуса крана, начинается поступление воды.

Это значит, что когда шар повёрнут так, что его отверстие совпадает с потоком трубопровода, как будто продолжая его. В таком положении поток жидкости, пара или газа проходит свободно через кран.

Если же шар с отверстием повёрнут на 90 °, то проход для жидкости закрывается тем участком, где нет отверстия. В таком случае движение среды полностью останавливается, поскольку она упирается в сплошную стенку затвора.

Помимо этого, простое устройство позволяет регулировать параметры потока. Например, при повороте на 45 ° поток будет закрыт лишь частично.

Управлять шаром помогает шток, который соединён с рычагом. По обе стороны от штока находятся уплотнительные кольца. Отверстие в корпусе, через которое проходит шток, также оснащено уплотнительными шайбами и кольцами.

Однорычажный смеситель имеет шар с двумя отверстиями для холодной и горячей воды и дополнительным отверстием для выхода смешанной струи.

Шаровые краны изготавливаются из латуни или различных сортов стали. Латунные изделия считаются более надежными, их срок службы превышает десять лет. Стальные аналоги редко используются в бытовых условиях и в основном применяются в промышленных системах трубопроводов.

Совсем недавно начали появляться краны с корпусом из высокопрочного пластика. В отличие от латунных, такие устройства не подвержены коррозии и имеют более низкую стоимость.

Главный недостаток пластиковых изделий заключается в их неспособности выдерживать горячую воду.

Все уплотнители изготавливаются из резины высокой плотности, что делает их наиболее уязвимыми компонентами крана, приводящими к утечкам. Однако их замена возможна с помощью стандартного ремонтного комплекта.

Эти краны наиболее распространены в домашнем использовании. Их конструктивная особенность заключается в том, что шар не жестко зафиксирован на штоке и может свободно перемещаться под давлением воды, тем самым обеспечивая герметичность прижимаясь к уплотнительному кольцу.

Плавающий шар применяется в устройствах с номинальным диаметром до 20 см и устанавливается в системах водоснабжения и отопления. Практически все бытовые смесители как отечественного, так и зарубежного производства оснащены данной конструкцией.

Корпус кранов с плавающим затвором может быть как сварным, так и разборным, в зависимости от модели. Уплотнительные детали могут иметь различную жесткость. Обычно небольшие бытовые устройства имеют разборный корпус и мягкие уплотнители.

Краны с плавающим механизмом устанавливаются на трубопроводах диаметром до 200 мм с постоянным движением рабочей жидкости. Под давлением рабочей среды шар прижимается к уплотнительным компонентам, обеспечивая герметичность конструкции.

Существуют модели, в которых запорный элемент закреплен на оси штока, а уплотнители прижимаются к шару с помощью пружин или стяжных болтов. Чтобы облегчить процесс открытия и закрытия, цапфа обычно оборудована подшипниками.

Эта конструкция считается самой надежной, однако из-за высокой стоимости она используется в бытовых условиях довольно редко, главным образом в критически важных участках водоснабжения.

Маркировка шаровых кранов

Каждый производитель имеет свою номенклатуру кранов, но все изделия, произведенные в России и импортируемые, соответствуют ГОСТ 52760. Этот стандарт регулирует маркировку запорно-регулирующего оборудования, включая шаровые краны.

Маркировка должна содержать следующие сведения:

• номинальный проход (условный диаметр), обозначаемый как DN;
• показатель номинального давления — PN;
• значение расчетного (рабочего) давления;
• стрелку, указывающую направление потока;
• максимально допустимую рабочую температуру;
• дату изготовления.

Согласно ГОСТ 4666, устройства из чугуна окрашиваются в черный цвет, из нержавеющей стали — в синий, а краны для горячей воды обозначаются красным цветом.

В настоящее время производят более четырех тысяч различным типоразмеров кранов, которые используются в системах водоснабжения, при этом в быту применяются устройства с небольшим диаметром.

Установка и основные правила эксплуатации

Конструкция шарового водопроводного крана позволяет произвести установку самостоятельно в нужном месте. Кран следует устанавливать так, чтобы он не мешал в процессе использования и не подвергался механическим повреждениям.

Также необходимо обеспечить беспрепятственный доступ к крану для контроля его работы, устранения мелких неисправностей и замены в случае необходимости.

Установка запорного устройства осуществляется на металлические или пластиковые трубы в следующем порядке:

1. Сначала удаляется старый кран (при наличии), затем очищается резьба от остатков уплотнителей и герметика.
2. Плотно наматывается резьбовой уплотнитель.
3. Устанавливается новое запорное устройство соответствующего размера. Важно, чтобы резьба была целой и на ней было не менее четырех витков. В противном случае придется заменить трубу или ее часть.

Если вы устанавливаете водопровод с нуля, сначала определите место для крана, затем отрежьте трубу и нарежьте соответствующую резьбу, после чего накрутите запорное устройство.

Для резки труб используется специальный инструмент — труборез. Можно воспользоваться и другими инструментами, хотя это менее удобно и приведет к менее ровному срезу. Более подробно о выборе трубореза для медных труб можно прочитать в отдельной статье.

Если ваши трубы выполнены из металлопластика, о видах труборезов для таких систем можно узнать в другой нашей статье.

В обоих случаях перед установкой важно обратить внимание на стрелку, показывающую направление потока, и обязательно следовать этому требованию. Перед прикручиванием крана рекомендуется обмотать резьбу ФУМ-лентой для повышения герметичности соединения.

После установки необходимо протестировать работоспособность запорного устройства. Для этого включите воду и проверьте, нет ли утечек, образования капель или подтеков. Также убедитесь, что управление краном не затруднено, т.е. рычаг или «бабочка» должны свободно двигаться.

При сварке устройства следует использовать электросварку. В процессе сварочных работ важно не повредить шар и уплотнительные кольца.

Сначала приваривается один патрубок, затем второй, при этом на вертикальных участках кран должен быть установлен в закрытом положении, а на горизонтальных — в открытом.

С использованием фитинга и контргайки шаровой кран можно установить не только на металлические или пластиковые трубы, но и соединить трубы из различных материалов.

Эксплуатация шаровых механизмов не вызывает сложностей — они могут быть как в состоянии открытом, так и закрытом. Регулировать подачу воды теоретически с помощью шарового крана можно.

Однако стоит помнить, что шаровой кран в первую очередь предназначен для запирания, и слишком интенсивная эксплуатация может привести к быстрому износу уплотнителей. Для регулировки потока лучше пользоваться смесителями с шаровым механизмом или игольчатыми вентилями в тех случаях, когда установка смесителя невозможна.

Не рекомендуется устанавливать бытовые краны в трубопроводах, по которым проходит техническая вода со взвешенными частицами, так как это может привести к быстрому повреждению уплотнителей и поломке устройства.

Перед приобретением шаровых регулирующих кранов для водопровода стоит свериться с планом и определить, сколько проходных и поворотных моделей вам будет нужно.

Плюсы и минусы шаровых кранов

Шаровые краны пользуются огромной популярностью во многих областях. Они считаются надежными запорными механизмами и являются частью систем водоснабжения как в городских квартирах, так и в частных домах.

Помимо надежности и простоты конструкции такие изделия обладают множеством других достоинств:

• долговечность и длительный срок службы;
• редкие поломки и простота ремонта;
• высокая герметичность, при правильной установке исключают протечки;
• удобство эксплуатации; для перекрытия потока достаточно одного поворота или нажатия на рычаг;
• широкий ассортимент моделей и размеров;
• простота установки — их можно установить самостоятельно без привлечения специалистов.

У шаровых кранов нет каких-либо значительных недостатков, они доступны по цене, а в любом хозяйственном магазине представлено множество вариантов различных размеров.

Смеситель с шаровым механизмом избавляет владельцев от частой и трудоемкой замены прокладок, а также проблем с протечками, которые часто возникают у старых вентильных кранов.

Шаровые смесители крайне редко выходят из строя; основной причиной поломки может быть жесткая вода, поэтому рекомендуется устанавливать фильтры в системе водоснабжения.

Как выбрать качественный шаровой кран?

Как было упомянуто ранее, современные производители предлагают более 4000 различных типов шаровых кранов, и для неподготовленного пользователя выбрать подходящее запорное устройство может быть задачей не из легких.

При выборе механизма, помимо основного параметра — проходного диаметра, следует обратить внимание на следующие аспекты:

1. Внешний вид. Качественный продукт не должен иметь сколов, вмятин или заусенец. Поверхность должна быть ровной, а маркировка производителя четкой.
2. Допустимое давление. Из двух вариантов имеет смысл выбирать тот, у которого максимально допустимое давление выше. Для горячей воды данный показатель должен составлять не менее 20 кг/см², для холодной — не менее 10 кг/см². Чем выше разрешенное давление, тем лучше изделие будет выдерживать гидроудары в системе.
3. Конструкция корпуса. Для подключения бытовой техники, например, душевых кабин и для разводки водопровода внутри помещения лучше выбирать более простые и легко ремонтируемые разборные краны. Для критически важных участков, таких как центральный водопровод, подойдет цельносварной корпус.
4. Материал изготовления корпуса. Наиболее качественные устройства изготавливаются из латуни. Будьте внимательны! Под видом латунного крана могут предложить подделку из силумина — недорогого и низкокачественного металла. Сравните по весу: латунный кран должен быть тяжелым.

Металлические устройства выглядят солидно, но подвержены коррозии. Хотя устройства из нержавеющей стали довольно редки, они более долговечны. Если кран будет использоваться исключительно для холодной воды, можно рассмотреть пластиковые модели.

Для перекрытия потока в системах без давления или со слабым давлением, которые переносят питьевую воду, можно использовать шаровые клапаны из непластифицированного ПВХ.

При выборе крана стоит обращать внимание на его среднюю стоимость; если цена слишком низкая, это может сигнализировать о возможном браке или же подделке, выполненной из низкокачественной стали.

Что касается цен на шаровые краны, то наиболее дорогостоящими являются изделия из Италии. Немного ниже по цене находятся краны испанского, чешского и венгерского производства. Российские и украинские бренды предлагают продукцию, сочетающую в себе разумную цену и хорошее качество.

Наиболее дорогостоящие и долговечные шаровые краны производятся из латуни и имеют хромированное или никелевое покрытие. Такие устройства могут без проблем функционировать при температурах выше ста градусов.

Наиболее экономичные варианты традиционно представлены китайскими товарами. Однако качество китайских изделий зачастую оставляет желать лучшего, поэтому их целесообразно использовать только в качестве временных запорных механизмов.

Заключение и рекомендуемое видео по теме

Полезная пошаговая инструкция по установке шаровых кранов:

Распространенные проблемы с шаровыми водопроводными кранами:

Шаровой кран — это удобное изобретение, существенно облегчившее создание надежной системы водоснабжения. Установка не вызовет затруднений, нет необходимости в вызове специалиста или использовании сложного оборудования.

Изучение конструктивных особенностей различных типов шаровых водопроводных кранов поможет вам самостоятельно выполнить несложные ремонтные работы, избегая обращения к сантехникам.

Вы ищете запорную арматуру для водопроводной системы? Если у вас остались вопросы после чтения данного материала, не стесняйтесь задавать их в комментариях — мы постараемся оказать вам помощь в выборе.

Может быть, вы только что занимались ремонтом крана с шаровым механизмом? Удалось ли вам все исправить, или неполадка оказалась слишком сложной, и вам пришлось приобретать новый кран? Поделитесь своим опытом в комментариях — это может быть полезной информацией для других пользователей.