Сравнительные характеристики запорной арматуры

Запорная арматура предназначена для контроля потока жидкости к различным водоразборным устройствам, например, смесителям, а также к различному санитарно-техническому оборудованию, включая посудомоечные и стиральные машинки. Перекрывает она путь и к некоторым участкам трубопровода, за которыми требуется контроль. Современные трубопроводные системы используют в качестве запорной арматуры всевозможные вентили и шаровые краны. Каковы же сравнительные характеристики запорной арматуры обоих видов? Проведем анализ в данной статье.

Примеры запорной арматуры

Примеры запорной арматуры

Особенности и характеристики вентилей

Использование вентилей в качестве запорной арматуры возможно на всех без исключения участках трубопровода, где возникает необходимость полностью перекрывать поток воды или газа. Их нормальным состоянием является открытое. Конструктивные особенности этих устройств таковы, что их установка на место осуществляется ориентированно. Это означает, что их монтаж зависит от направления движения воды в системе. На корпусе любого вентиля имеется стрелка, которая указывает направление, в котором осуществляется поток жидкости. Устанавливать вентиль нужно именно в таком направлении, иначе он просто выйдет из строя.

Устройство вентиля

Устройство вентиля

Конструктивно вентиль похож на обычный кран-буксу. Его запорный механизм выполнен в форме резьбового штока, снабженного на своем конце клапаном. Маховик, выведенный наружу соединен с этим штоком таким образом, что при его вращении происходит возвратно-поступательное движение штока. При этом клапан увеличивает или уменьшает пропускное отверстие запорного устройства. Полное прекращение потока воды происходит только при окончательном перекрытии клапаном седлообразного края отверстия. Закрепленная на клапане паронитовая или резиновая прокладка обеспечивают герметичность запирания.

Вентили являются достаточно старыми устройствами, показавшими свою надежность на протяжении многих десятилетий. К их достоинствам можно отнести:

  • Высокую надежность, которая обеспечивается даже в условиях значительного загрязнения рабочей жидкости. Если даже в воде присутствует большое количество нерастворимых примесей, таких как песок, ржавчина или илистые отложения, устройство выполняет свою запирающую функцию исправно.
  • Прекрасная ремонтопригодность. Зачастую для устранения возникшей в вентиле течи достаточно заменить прокладку.

Отметим и очевидные недостатки такого устройства:

  • Слишком длительная эксплуатация рано или поздно приводит к такой степени поражения коррозией штока, что он перестает выполнять свою задачу исправно. Это особенно относится к тем изделиям, составные части которых произведены из разных металлов или сплавов (часто это латунь и сталь). На стыке двух металлов из-за возникновения электрического потенциала коррозионные процессы происходят значительно быстрее.
  • Слишком частая необходимость замены прокладок из резины.
  • Чтобы полностью перекрыть поток маховик устройства приходится вращать достаточно долго.

Как бы там ни было, вентили повсеместно используются не только в бытовых трубопроводах, но и на промышленных предприятиях. Благодаря простоте устройства, они имеют относительно небольшую стоимость.

Особенности и характеристики шаровых кранов

Использование кранов в качестве запорной арматуры получило широкое распространение одновременно с вентилями. Они бывают цилиндрические, конусные и шаровые, благодаря форме своего затвора. Главным запирающим элементом в кранах является конусообразная или цилиндрическая пробка, которая очень плотно притерта к поверхности внутри крана.

Устройство конусного крана

В его качестве может выступать и шар, на котором имеются два фторопластовых уплотнительных кольца, уплотняющих его посадку в корпусе. Как пробка, так и шар снабжены сквозным каналом, через который свободно протекает вода при открытом положении, так как он расположен вдоль ее потока. Если же шар или пробку повернуть на 90 градусов, отверстие встанет поперек тока, перекрыв его полностью.

Если говорить о цилиндрических кранах, то сегодня они имеют только историческую ценность, так как неспособны обеспечить надлежащей герметичности системы. Герметичность конусных кранов обеспечивается плотным прилеганием поверхностей конуса и корпуса крана. Однако и они не способны достичь идеальной герметичности ввиду невозможности получения двух полностью совпадающих конусных поверхностей. Чтобы хоть как-то увеличить герметичность используется густая смазка. В недалеком прошлом, краны с конусной пробкой применялись повсеместно в водопроводах, нефтепроводах и газопроводах. В настоящее время эти механизмы изжили свое и встречаются только в самоварах и других подобных предметах.

Устройство шарового крана

Устройство шарового крана

На смену этим устройствам пришли шаровые краны, которые способны обеспечить практически 100% герметичность даже при достаточно высоком давлении в трубопроводе не только для жидкой среды, но и для газообразной.

Шаровые краны состоят из следующих деталей:

  • Корпус с фланцами на входе и на выходе.
  • Шар с отверстием.
  • Кольца седел.
  • Направляющие.

Поток воды осуществляется в любом из двух направлений без каких-либо ограничений. По этой причине установка шаровых кранов на трубопровод возможна в любом положении. Для того, чтобы открыть или закрыть такой кран, достаточно повернуть его рукоятку на 90 градусов относительно первоначального положения. На корпусе имеются специальные упоры, которые ограничивают поворот рукоятки на больший угол. Как правило, когда кран открыт, то его рукоятка направлена вдоль трубы трубопровода, а при закрытом кране поперек. Большинство ответственных производителей гарантируют нормальную работу шаровых кранов в течение 4000 циклов. Однако это сильно зависит от того, насколько агрессивной является среда, в которой приходится работать устройству.

Можно перечислить и другие преимущества шаровых кранов:

  • Кран с шаровым механизмом обладает таким же коэффициентом сопротивления потоку, как и внутренняя поверхность самой трубы, то есть близким к 1. Этот показатель для вентиля в 4 – 5 раз больше, а для конусных и цилиндрических шаров в 3 – 4 раза. Практически это дает преимущества в энергопотреблении компрессорных агрегатов, а также сохраняет постоянную пропускную способность при низком давлении в системе.
  • Шаровое устройство обладает большей простотой в использовании, так как не требуется вращать рукоятку несколько раз, как у вентиля, а достаточно только повернуть ее на 90 градусов.
  • Идеальная герметичность затвора дает возможность экономии воды, газа или нефтепродуктов благодаря отсутствию протечек.
  • Феноменальная долговечность устройства, которая обеспечивается тем, что износ манжет из политетрафторэтилена, равно как и латунных шаров с хромоникелевым покрытием, отполированных алмазной крошкой, происходит не ранее, чем через 4000 циклов.
  • Устойчивость крана к высоким температурам (до 120 градусов) дает возможность его использования даже при очень высоких температурах теплоносителя. Резиновые уплотнители вентилей приходят в негодность уже при достижении 70 градусов, а конусный кран начинает протекать при 80 градусах.
Шаровый кран на участке трубопровода

Шаровый кран на участке трубопровода

При несомненных преимуществах шаровых кранов сегодня еще достаточно часто можно встретить вентили, установленные на трубопроводах. И те, и другие устройства востребованы и могут быть с успехом установлены в домашних трубопроводных системах.