Шаровые краны для водоснабжения: виды, классификация, устройство и принципы работы

В каждом жилище можно найти различные типы кранов, которые играют важную роль в системе водоснабжения. Но не всегда удобно вызывать сантехника для ремонта крана, когда он выходит из строя. Чтобы самостоятельно справиться с такой ситуацией, полезно разобраться в конструкции и основных компонентах шарового крана.

Данная статья предоставит вам полезную информацию о разновидностях шаровых кранов, их устройствах, классификации, особенностях маркировки и принципах работы. С этой информацией вы сможете самостоятельно выполнять ремонт многих типов кранов.

Для более глубокого понимания темы мы добавили в материал иллюстрации и схемы, а также видео, где объясняется, как правильно закрыть или установить кран.

Классификация шаровых кранов

Шаровые краны, появившиеся более 100 лет назад, являются наиболее распространёнными и простыми в установке, а также доступными по цене. На рынке есть множество моделей с различными функциональными и конструктивными особенностями.

При обсуждении шаровых кранов важно проводить различие между терминами «водопроводный кран» и «смеситель». Оба устройства объединяет общий элемент — запорный или регулирующий механизм, который имеет сферическую форму.

Запирающие или регулирующие действия происходят за счёт поворота данного элемента вокруг его центра.

Шаровые краны могут находиться как между элементами водопроводной сети, так и служить конечными точками трубопровода.

В первом случае они называются запорными, во втором — водоразборными, зачастую представляя собой привычные смесители.

Разнообразие кранов для водоснабжения позволяет выбрать устройство для любой системы, соответствующее её параметрам и стилю.

Смеситель предназначен для смешивания и регулирования температуры воды, в то время как проходной кран может лишь управлять величиной напора.

Запорные арматуры бывают разного типа: проходные (устанавливаются на прямом участке трубопровода), угловые (расположены на участках с изменением направления), и трехходовые (распределяют поток в два направления).

Простота конструкции шарового крана снижает вероятность его поломки, а также упрощает ремонт и монтаж.

Шаровые устройства применяются в системах водоснабжения и отопления.

По характеристикам пропускной способности они делятся на:

• Полнопроходные. Шаровые устройства, где диаметр выходного отверстия затвора равен диаметру трубопровода.
• Редуцированные. Устройства с выходным отверстием меньшего диаметра, обычно на один типоразмер меньше трубопровода.

Редуцированные краны позволяют быстро перекрывать тепловую магистраль без риска возникновения гидравлического удара.

В зависимости от способа соединения с водоснабжением, устройства классифицируются на:

• Резьбовые. Арматура с внутренней или наружной резьбой. Устанавливаются при помощи фитингов или муфт. Этот тип наиболее распространённый и прост в ремонте.
• Комбинированные. Устройства с внутренней и наружной резьбой, позволяющие подключение различными способами.
• Приварные. Монтаж осуществляется с помощью сварки, что обеспечивает высокую герметичность, но затрудняет ремонт, так как требует демонтажа части трубопровода.
• Фланцевые. Устанавливаются с помощью фланцев и могут многократно сниматься и устанавливаться.

В автономных системах водоснабжения чаще всего применяются резьбовые устройства, которые позволяют собирать трубопровод любой сложности, используя различные виды труб.

Шаровые краны могут быть изготовлены с разными типами резьбы, что позволяет подключать их к трубопроводу через муфты или фитинги.

По конструкции корпуса кранов различают:

• цельносварные, имеющие единую конструкцию;
• разборные, составленные из элементов, стянутых болтами и легко разбираемых.

Первый вариант считается наиболее надёжным, однако его нельзя отремонтировать в случае поломки. Разборные краны более подвержены износу, но их проще ремонтировать.

Вопрос о ремонте шаровых смесителей рассматривается в другой нашей статье.

По типу перекачиваемой жидкости различают:

• для холодной воды (до +35 °C);
• для горячей воды (до +90 °C).

Управление краном происходит с помощью рычага или вентиля-«бабочки». Выбор типа управления зависит от местоположения устройства и предпочтений пользователя. Чаще всего рычажные краны используются на центральных участках системы, а «бабочки» — на ответвлениях.

Смесители с шаровым механизмом устанавливаются на кухнях и в санузлах и являются заключительными элементами водоснабжения.

И хотя схемы водоснабжения могут быть весьма разнообразными, на всех участках для запорной арматуры используются шаровые краны.

Конструкция и принцип работы

Корпус данного запорного устройства представляет собой отрезок трубы, расширённый в его средней части. В этом расширении находится седло из уплотнителя, где располагается главный элемент — шар, который также называют затвором или пробкой.

Шар может свободно вращаться внутри седла, а в запорной арматуре в нём присутствует только одно сквозное отверстие.

В кранах, предназначенных для регулирования потока, может быть два или три отверстия. Если кран рассчитан на регулирование напора холодной или горячей воды, то в нём два отверстия, в смесителе — три.

Шаровой кран приводится в действие поворотом рычага, соединённого со штоком и шаровым затвором. Повернув отверстие в соответствии с направлением трубопровода, мы можем открывать или закрывать проход жидкости.

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

Если пробка повёрнута так, что её отверстие совпадает с трубопроводом, это позволяет жидкости свободно проходить через кран.

При повороте шарового затвора на 90 °C поток воды перекрывается той стороной, где нет отверстия, что полностью останавливает движение жидкости, так как она наталкивается на сплошную стенку.

С помощью этого устройства также можно регулировать расход потока, поворачивая его, например, на 45 °C, что приводит к частичному перекрытию.

Шар управляется при помощи штока, который соединён с рычагом. На обеих сторонах штока находятся уплотнительные кольца. Отверстие в корпусе, через которое проходит шток, также дополнено шайбой и уплотнительным кольцом.

Однорычажный смеситель с шаром имеет два отверстия для холодной и горячей воды и ещё одно для смешанной струи.

Материалы, используемые для изготовления шаровых кранов, включают латунь и различные марки стали. Латунные устройства надёжнее и могут служить более 10 лет, тогда как стальные применяются реже и чаще всего в промышленных трубопроводах.

Недавно появились краны, корпус которых изготовлен из прочного пластика; такие устройства не подвержены коррозии и стоят значительно дешевле по сравнению с латунными.

Основной недостаток пластиковых изделий заключается в их невозможности использования с горячей водой.

Все уплотнительные кольца изготавливаются из резины высокой плотности – это наиболее уязвимые участки кранов, которые могут привести к утечкам, однако их замена осуществляется легко с помощью стандартного ремкомплекта.

Шаровые краны широко применяются в домашних условиях. Они имеют конструкцию, при которой шар не жестко прикреплен к штоку и может свободно перемещаться под действием потока воды, плотно прижимаясь к уплотнительному кольцу и обеспечивая герметичность.

Плавающий шар используется в устройствах максимальным размером до 20 см. Эти механизмы устанавливаются в системах водо- и теплоснабжения. В большинстве бытовых смесителей как отечественного, так и импортного производства также применяется плавающий шаровой механизм.

Корпус кранов с плавающим шаром может быть как сварным, так и разборным. Уплотнительные элементы имеют разную жесткость. Обычно небольшие бытовые устройства являются разборными и оснащены мягкими уплотнителями.

Краны с плавающим затвором используются на трубопроводах диаметром до 200 мм с постоянным потоком рабочей среды. Шар под давлением среды плотно прижимается к уплотнительным кольцам, обеспечивая герметичность арматуры.

Некоторые модели кранов фиксируют запорный элемент на оси штока, а уплотнения прижимают к шару с помощью стяжных болтов или пружин. Для облегчения открытия и закрытия кран может быть оснащен подшипниками.

Эта конструкция считается наиболее надежной, но из-за высокой стоимости она применяется в быту в ограниченных случаях, в основном на критически важных участках системы водоснабжения.

Маркировка шаровых кранов

Каждый производитель имеет свою специфику, однако все изделия российского производства, а также импортные краны, доступные на территории России, соответствуют ГОСТ 52760. Данный стандарт устанавливает требования к маркировке запорно-регулирующего оборудования, включая шаровые краны.

Маркировка должна содержать следующие сведения:

• номинальный проход (условный диаметр), обозначаемый аббревиатурой DN;
• показатель номинального давления — PN;
• величину расчетного (рабочего) давления;
• стрелку, указывающую направление потока воды;
• максимальную рабочую температуру;
• дату производства.

Согласно ГОСТ 4666 устройства, выполненные из чугуна, окрашиваются в черный цвет, из нержавеющей стали — в голубой (синий). Красный цвет предназначен для кранов горячей воды.

В настоящее время существует более четырех тысяч различных размеров кранов, предназначенных для самых разных задач, причем в бытовых водопроводных системах обычно используют устройства малого диаметра.

Монтаж и правила эксплуатации

Шаровые краны водопроводной системы удобно устанавливать самостоятельно в необходимых местах. Важно выбирать такое расположение, чтобы кран не мешал в процессе использования и не подвергался механическому воздействию.

При этом необходимо обеспечить свободный доступ к крану для контроля работы, устранения мелких неполадок и демонтажа в случае необходимости замены.

Монтаж запорного устройства производится на металлические или пластиковые трубы следующим образом:

1. Удалите старый кран (если он имеется), очистите резьбу от остатков пакли и герметика.
2. Плотно намотайте резьбовую ленту.
3. Установите новое запорное устройство подходящего размера, следя за тем, чтобы резьба не была повреждена и на ней оставалось не менее четырех витков. В противном случае придется заменить всю трубу или её часть.

При создании водопроводной системы с нуля сначала определите место установки крана. Затем отрежьте трубу в этом месте и сделайте соответствующую резьбу для накручивания запорного устройства.

Для резки труб рекомендуется использовать специализированное оборудование — труборез. Однако можно воспользоваться также подручными инструментами, хотя это может быть менее удобно, и срез получится не таким ровным и гладким. Подробнее можно ознакомиться с выбором трубореза для медных труб в другой статье.

Если у вас водопровод из металлопластиковых труб, о типах труборезов для такого трубопровода можно прочитать в одной из наших статей.

В обоих случаях перед установкой следует обратить внимание на стрелку, указывающую направление потока, и строго соблюдать это условие. Рекомендуется обмотать резьбу ФУМ-лентой перед установкой крана для достижения максимальной герметизации.

После монтажа проверьте работоспособность запорного устройства. Включите воду и проверьте, нет ли утечек, образования капель или подтеков. Убедитесь, что рычаг или «бабочка» не имеют препятствий для свободного движения.

Методом приварки устройство монтируется с помощью электросварки. В процессе сварки важно не повредить механизмы шара и уплотнительные кольца.

Сначала приварите один патрубок, затем второй, при этом на вертикальных участках кран следует установить в положении «закрыто», а на горизонтальных — в положении «отворено».

С использованием фитинга и контргайки шаровой кран можно установить не только на металлическую или пластиковую трубу, но также соединить трубы из разных материалов.

Эксплуатация шаровых механизмов происходит без особых сложностей, они могут использоваться как в открытом, так и в закрытом положении. Хотя теоретически возможно регулирование потока воды при помощи шарового крана.

Тем не менее, стоит помнить, что данный кран является в первую очередь запорным устройством, и чрезмерная его эксплуатация может привести к быстрому износу уплотнителей. Для регулирования потока лучше использовать смесители шаровой конструкции или игольчатые вентили, если установить смеситель невозможно.

Не рекомендуется устанавливать бытовые краны в системах, где циркулирует техническая вода с твердыми включениями, так как они могут быстро повредить уплотнительные кольца и вывести запорное устройство из строя.

Перед покупкой шаровых регулирующих кранов для водопровода стоит свериться с планом и определить, сколько проходных и поворотных элементов будет необходимо.

Преимущества и недостатки шаровых кранов

Шаровые краны пользуются большой популярностью в различных областях хозяйства. Они считаются надежными запорными устройствами и встречаются как в системах водоснабжения городских квартир, так и в частных домах.

Кроме надежности и простоты конструкции, изделия данного типа обладают множеством других преимуществ:

• долговечный рабочий ресурс и продолжительный срок службы;
• редкость поломок и простота ремонта;
• высокая герметичность, которая исключает утечки при правильной установке;
• удобство эксплуатации — для перекрытия водотока достаточно просто поворотного или нажатия рычага;
• широкий выбор размеров и типов;
• простой монтаж, который можно осуществить самостоятельно без привлечения сантехников.

У шаровых кранов нет значительных недостатков, они доступны по цене, а в любом хозяйственном магазине можно найти несколько моделей различных размеров.

Смеситель с шаровым механизмом избавляет своих владельцев от необходимости частой и трудоемкой замены прокладок и проблем с утечками воды, которые так часто возникают у устаревших вентильных кранов.

Шаровые смесители редко выходят из строя, основной причиной поломок является жесткая вода, поэтому производители рекомендуют устанавливать фильтры для воды в системе водоснабжения.

Как выбрать качественный шаровой кран?

Как уже упоминалось, на современном рынке существует более 4000 различных видов шаровых кранов, поэтому выбор запорного устройства может быть непростым для неподготовленного покупателя.

При выборе механизма следует обратить внимание на ряд факторов, помимо основного параметра — диаметра пропуска:

1. Внешний вид. Качественное изделие не должно иметь сколов, зазубрин или вмятин. Поверхность должна быть ровной, а маркировка производителя четкой.
2. Допустимое давление. Из двух предложенных вариантов лучше выбрать тот, который имеет более высокие пределы допустимого давления. Для горячей воды это значение должно составлять не менее 20 кг/см², для холодной — не менее 10 кг/см². Чем выше предельное давление, тем лучше изделие будет справляться с гидроударами в системе водоснабжения и отопления, которые могут возникать в трубопроводе.
3. Исполнение корпуса. Для подключения бытовой техники, душевых кабин и разводки системы водоснабжения в доме или квартире стоит выбирать более простые и ремонтопригодные разборные краны. Для ключевых участков, например, для центрального водопровода, лучше подойдет цельносварной корпус.
4. Материал корпуса. Наиболее качественные изделия производятся из латуни. Будьте внимательны! Под видом латунного крана может быть предложена подделка из силумина – дешевого низкокачественного металла. Можно определить подделку по весу — латунный кран будет тяжелее.

Продукция из стали смотрится солидно, но быстро поддается коррозии. Исключение составляют изделия из «нержавейки», которые в то же время встречаются крайне редко. Если через кран будет проходить только холодная вода, можно рассмотреть варианты из пластика.

Для перекрытия потока в безнапорных и слабонапорных системах, транспортирующих питьевую воду или сточные воды, могут использоваться шаровые краны из непластифицированного ПВХ.

При выборе крана обращайте внимание на среднюю рыночную цену. Слишком низкая стоимость может вызвать подозрения, так как вам, скорее всего, предлагают бракованное изделие или подделку, изготовленную из некачественной стали.

Если говорить о ценах на шаровые краны, то наивысшую стоимость имеют итальянские модели. На втором месте по цене располагаются устройства из Испании, Чехии и Венгрии. Российские и украинские производители занимают промежуточное положение, предлагая хороший баланс между качеством и ценой.

Наиболее дорогие и прочные шаровые краны изготавливаются из латуни и имеют хромовое или никелевое покрытие; такие изделия способны выдерживать высокие температуры, превышающие сто градусов, в течение длительного времени.

Самые доступные по стоимости — это краны, произведенные в Китае. Однако их качество, как правило, не оправдывает ожиданий, и их рекомендуется использовать лишь как временные запорные устройства.

Заключение и полезное видео по теме

Смотрите подробную пошаговую инструкцию по установке шаровых кранов:

Сложности, связанные с использованием шаровых кранов для водопровода:

Шаровой кран — это важное изобретение, которое значительно облегчило процесс создания надежной водоснабжающей системы. Его установка проходит без затруднений, и вам не потребуется вызывать специалиста-санитарного техника или использовать сложные инструменты.

Изучив конструктивные особенности различных моделей шаровых кранов, вы сможете самостоятельно выполнять несложные ремонтные работы без привлечения специалистов.

Вы подбираете арматуру для водоснабжения? Есть вопросы после прочтения данного материала? Оставляйте их в комментариях — мы постараемся помочь вам в выборе.

Может быть, вы недавно ремонтировали кран с шаровым механизмом? Удалось ли вам все исправить или поломка оказалась более сложной, и вам пришлось приобрести новый кран? Поделитесь своим опытом в комментариях — ваше мнение может быть полезным для других пользователей.

Видео:

Какой кран выбрать? Кран шаровый для воды