Трехходовые шаровые краны (клапаны)

Описание и принцип работы

Для того, чтобы перенаправлять потоки жидкости в системах водоснабжения или отопления, используют трехходовые шаровые краны. Такие краны могут полностью переключать поток воды, а могут плавно регулировать распределение между двумя контурами.

Принцип действия

В основе конструкции трехходового крана лежит обычный Т-образный тройник. Два входящих патрубка (на схеме справа и сверху) служат для подачи холодной и горячей воды. Выходящий патрубок (на схеме слева) отводит смешанный поток. В центральной камере на оси вращается регулирующий сектор, частично перекрывающий входящие патрубки. На рисунке видно, как работает секторный трехходовый кран.

Перекрытие может составлять от 0 до 100%. Особенность конструкции в том, что чем больше открывается просвет для одного из входящих патрубков, тем меньше становится просвет для другого. Если сектор стоит в среднем положении, пропускается по 50 % каждого потока. Смещая сектор, например, к верхнему патрубку, можно получать пропорции холодная/горячая:

45/55%
40/60%
20/80%

И так далее до полного перекрытия холодной воды (0/100%), в этом случае в выходной патрубок будет поступать только горячая вода.

Классификация шаровых кранов

По типу присоединения:

Приварные

В случае если требуется крепкое соединение, шаровой кран устанавливают при помощи сварки. Обычно она используется в местах, где нужно максимально усилить безопасность и прочность установки, а также на труднодоступных участках. Работа с агрессивными средами или при высоком давлении может привести к неисправности кранов с другим типом соединения. Приварные шаровые краны изготавливаются только из стали, разрешенной ГОСТом.

Приварные краны отличаются полной герметичностью, а также простотой и быстротой установки: не нужно никаких крепежей, только сварочный аппарат. Они достаточно дешевые в сравнении с другими типами шаровых кранов. К недостаткам сварного типа можно отнести сложность его демонтажа: придется срезать и менять кран вместе со всей арматурой.

Фланцевые

Отличаются большим диаметром и поэтому используются в основном в промышленности для жидких и газообразных сред. Могут применяться в случае, если в помещении нельзя проводить сварку. Устанавливаются при помощи двух дисковых соединительных элементов. В зависимости от того, есть ли необходимость демонтировать и снова собирать в последующем трубопроводную сеть, можно выбрать:

разборные фланцевые шаровые краны (с возможностью заменить отдельные детали)
неразборные фланцевые шаровые краны (корпус сварной, поэтому заменить его можно только целиком)

Муфтовые

Данный тип чаще всего используется в городском водо- и газопроводе, в бытовых условиях. Отличаются простотой установки, так как имеют резьбу в месте присоединения. Однако собирать их следует аккуратно: халатное отношение к установке может привести к скачкам давления и быстрому выходу крана из строя. Муфтовые шаровые краны бывают монолитными (самый дешевый вариант), двухсоставными и трехсоставными. В последних можно проводить ремонт вручную, просто заменив уплотнитель.

Комбинированные

У комбинированных шаровых кранов очень широкий спектр применения. Их преимущество — в универсальности. Например, с одной стороны может быть муфтовое соединение, с другой — фланцевое или приварное.

По направлению потока и числу патрубков

Угловые --> Используются при монтаже на труднодоступных участках или в местах изгиба.

Проходные --> Самый распространенный тип, не меняют направления потока.

Трехходовые --> Имеют два входных патрубка и один выпускной, используются при разветвлении магистралей, в том числе для смешивания разных сред.

Многоходовые --> Так же как и трехходовые шаровые краны, они применяются при смешивании или разъединении потоков.

Типы материалов из которых изготовлены краны

Латунные шаровые краны --> Хорошо подходят как для воды, так и для газа. Распространены в бытовой сантехнике из-за низкой стоимости и устойчивости к повреждениям. Максимальная рабочая температура — 150 о С.

Бронзовые краны --> Технические характеристики аналогичны латунным кранам. Не рекомендуется использовать для рабочей среды с температурой выше 150 С, а также для агрессивных и слабоагрессивных сред.

Стальные шаровые краны --> Используются как в промышленном производстве, так и в жилищном строительстве. Однако в быту применяются редко из-за высокой стоимости. Как правило, производятся из углеродистой стали. Подходят для горячей воды и газа, но могут нестабильно работать при температуре ниже –40 о С. Исключение составляют шаровые краны из легированной стали: они выдерживают температуру до –60 о С. Надежны в эксплуатации.

Чугунные краны --> Отличаются высокой стоимостью, при этом характеристики совпадают с характеристиками стальных кранов. Поэтому большинство производителей отказались от них, и в продаже сантехнические изделия из чугуна можно встретить очень редко.

Полипропиленовые шаровые краны --> Они дешевые, легкие и не подвержены коррозии. Краны из полипропилена (пластика) устанавливают только на пластиковые водопроводные трубы с температурой потока не выше 65°С: при высокой температуре изделие деформируется. Однако даже при работе с холодным потоком пластик недолговечен

Сфера применения

в нефтяной и газовой промышленности для транспортировки газов, нефтепродуктов, углеводородов;
на предприятиях пищевого сектора и химической отрасли;
на трубопроводах коммунального хозяйства (связанных с вентиляцией, газо- и водоснабжением);
в пароснабжении (с температурой нагрева, не превышающей 250 градусов);
в кораблестроительной отрасли;
в аграрном секторе.

Приемущества

простая конструкция и приемлемые габариты;
в интенсивном режиме кран может долго эксплуатироваться, поскольку его детали устойчивы к коррозии;
герметичное соединение;
шаровая арматура в период эксплуатации не требует техобслуживания;
их эксплуатируют в районах умеренного и холодного климата;
лёгкое управление и быстрый поворот;
их применяют даже при наличии загрязнённой и вязкой среды, пульпы и шлама.

Недостатки

Заклинивание вентиля из-за некорректной эксплуатации.
Дешевые изделия очень быстро выходят из строя.
Установка, как правило, происходит в отопительных системах с маленьким диаметром трубопровода.

Виды

Трехходовые клапаны разделяются на две большие группы. Они могут быть:

Разделительные. Служат для пропорционального разделения входящего потока на два выходящих.
Смесительные. Предназначены для смешивания двух входящих потоков в один суммирующий.

Как выбрать

Выбирая трехходовой кран, необходимо учитывать несколько параметров. В процессе выбора хорошо заручиться помощью опытного инженера-сантехника.

Прежде всего нужно оценить назначение устройства- разделительный или смесительный.
Следующим шагом следует определить место установки на схеме системы, а также способ управления устройством. Если планируется автоматизированное управление отоплением, надо решить, каким образом будет управляться данный кран- электроприводом, термостатом или вручную.

Далее анализу подлежат следующие технические характеристики:

Пропускная способность магистрали. Это объем жидкости, проходящий за единицу времени. Пропускная способность крана должна быть не меньше. Слишком маленький просвет создаст нежелательное сопротивление потоку и затруднит работу всей системы.
Максимальное и рабочее давление. Также должно соответствовать расчетным величинам для системы отопления.

Присоединительные размеры. Если точного соответствия диаметров достичь не удалось, то применяют переходники-фитинги.