Шаровой кран разновидность трубопроводной арматуры, запирающий или регулирующий элемент которого имеет сферическую форму. Особенности конструкции шарового крана позволяют быстро перекрыть поток воды, в отличие от вентилей и задвижек.
Общий вид устройства шарового крана:
Корпус может быть литым или разборным;
Внутренний регулирующий элемент выполнен в виде шара, имеет сквозной вырез в форме круга или треугольника;
Уплотнители обеспечивают герметичность соединения;
Крепежные детали различаются в зависимости от модели крана и способа его крепления.
Виды внутренних регулирующих элементов:
С плавающим шаром
В этом случае шаровая пробка не связана жёстко со шпинделем, может перемещаться по отношению к нему и под действием давления среды со стороны входа прижиматься к уплотнительному кольцу со стороны выхода, герметизируя кран. При больших диаметрах прохода и давлениях пробка создаёт чрезмерно большие нагрузки на уплотнительное кольцо, что затрудняет работу крана, поэтому такая конструкция обычно используется при номинальных диаметрах не более 200 мм.
С шаром в опорах
В таких кранах пробка устанавливается и поворачивается в опорах, она имеет осевой выступ (цапфу) в нижней части, входящий в специальное углубление, а сёдла (элементы, устанавливаемые в корпусе и предназначенные для фиксации в нем шаровой пробки) под действием давления прижимаются к её сферической поверхности. Такая конструкция существенно снижает усилия, необходимые для управления краном и позволяет применять приводные устройства меньшей мощности, чем для кранов с плавающим шаром, однако такие устройства конструктивно сложнее и имеют более высокую стоимость.
Классификация шаровых кранов по материалу изготовления:
Краны из латуни (медный сплав с цинком) - латунное изделие небольшого диаметра (обычно до Ду50, реже до Ду100), пластично, не поддается коррозии, долго служит. Применяются повсеместно в быту для водопроводов и газопроводов, так как они легко переносят воздействие воды, газа и горячего пара;
Бронзовые сплавы (медь с алюминием, оловом, свинцом, бериллием, кремнием) по качеству похожи на латунные, но стоит сделанная из них арматура дороже. Краны из бронзы встречаются в быту крайне редко, чаще их можно увидеть на морских и речных судах;
Краны из стали наиболее часто делают из марок ст. 20 или 09Г2С (выдерживают температуру до -60°С). Дешевые, широко используются для установки на улице и на промышленных предприятиях. Из недостатков - такая сталь ржавеет, но ее хромируют или никелируют, чтобы избежать коррозии;
Краны из нержавеющей стали (обычно марки 12Х18Н10Т или китайские AISI304, AISI316) используют в системах, по которым перемещаются агрессивные среды или наоборот среды, где необходимо, чтобы была инертность запорной арматуры к перемещаемой среде (вода, молоко, спирт, фарм. препараты). Они отличаются долговечностью и прочностью;
Краны из титана или с добавлением титана (к примеру AISI316Ti) отличаются прочностью и легкостью. Применяются в системах забортной (морской) воды, а так же могут устанавливаться в системы с другими рабочими средами, где по условиям работы требуется маломагнитное или коррозионно-стойкое исполнение арматуры;
Краны из керамики служат долго, не ржавеют (потому что там нечему ржаветь), химически инертны. Обладают износостойкостью и прочностью. Используются в производстве продуктов удобрений, таких как фосфорная кислота, аминная селитра, фосфаты и др;
Пластиковые краны работают в трубопроводах из пластика. Сделаны из полипропилена, полиэтилена, непластифицированного ПВХ. Обладают химической инертностью. Широко применяются в системах водоснабжения, системах полива, при строительстве бассейнов;
Чугунные краны давно уже не выпускают, встретить можно только в старых системах на предприятиях. Благодаря своей долговечности, широко используются в системах городского водоснабжения и отопления.
Пропускная способность шарового крана:
Шаровые краны бывают полнопроходные и стандартнопроходные. У первых – диаметр отверстия в шаре такой же, как диаметр трубопровода. У вторых – размер прохода в шаре меньше обычно на один типоразмер, чем диаметр трубы.
Классификация по способу присоединения к системе:
Шаровые краны крепят к системе разными способами – при помощи фланцев, муфт, штуцеров, сваркой. Так же, существуют шаровые краны с комбинированным присоединением (соединение резьба/сварка, фланец/сварка и т. д.).
Преимущества и недостатки шаровых кранов
Среди плюсов шаровых кранов можно выделить:
- простота и надежность конструкции;
- отличная герметичность (класса А);
- простая форма проточной части и отсутствие в ней застойных зон;
- удобное управление;
- малое время, затрачиваемое на поворот;
- применимость для вязких и загрязнённых сред, суспензий, пульп и шламов.
Как недостаток, можно отметить необходимость наличия «мёртвой» зоны (ограничение хода для поворота) у кранов с рукояткой. Данный недостаток можно компенсировать краном с ручкой-барашком или использование привода - электрического, пневматического или гидравлического, стоит отметить, хоть привод и больше по габаритам чем рукоять, но он не требует пространства для переключения положений шара внутри крана.