Добавить в закладки

Шаровые краны: характеристика и использование

Шаровые краны уникальны по своему дизайнерскому решению. Это практичная модификация крана пробкового. Свое название он получил благодаря тому, что пробка, находящаяся в его корпусе, по форме напоминает шар. Шаровые краны разработаны для контроля потока различных видов рабочих сред. Его закрытие и открытие производится при осуществлении поворота ручки на одну четвертую часть оборота, чем достигается значительное упрощение работы при сравнении с другими видами задвижек.

При положении крана «открыто» шаровое отверстие находится параллельно по отношению к линии потока, чем обеспечивает поток прямого характера при небольшой степени трения и минимальных потерях давления.

Шаровые краны разработаны специально для использования в промышленности нефтегазового направления. Они практичны на трубопроводах со средним давлением и температурой не выше 200 градусов. Шаровые краны не требуют больших затрат при производстве, если сравнивать их с другими видами задвижек. И герметичность при их использовании тоже значительно выше.

Шаровые краны из стали считаются более универсальными, так как обладают способностью выполнять свою функцию даже при наличии низкого температурного режима и высокого давления.

Можно выделить шаровые краны следующих видов. Это краны, произведенные из латуни, и шаровые краны из стали. Латунные шаровые краны с успехом применяются в строительной отрасли и ЖКХ. Помимо водной рабочей среды, они подходят и для гликолевых растворов невысокой концентрации, спирта, газа и жидких нефтяных продуктов. Шаровые краны из латуни имеют минимальной величины в 15 миллиметров, максимальной - 80.

Шаровые краны из стали считаются более универсальными, так как обладают способностью выполнять свою функцию даже при наличии низкого температурного режима и высокого давления. Минимальное значение диаметра условного прохода стального шарового крана такое же, как и у крана из латуни, а вот максимальное достигает 500 мм.

Ни одна система отопления в современной строительной отрасли не обходится без конструкции шарового крана. Шаровые краны бывают как муфтовые, штуцерные, так и фланцевые. Шаровые фланцевые краны, точнее их конструкция в качестве элементов, соединяющих кран и трубопровод, использует фланцы.

К очевидным преимуществам, которыми обладают шаровые фланцевые краны, можно отнести:

• низкую степень гидравлического сопротивления;
• разнообразные сферы использования;
• простой монтаж и эксплуатацию.

Краны, различные задвижки и другая запорная арматура являются необходимым элементом любого трубопровода и используются в различных отраслях современной промышленности.

Вентиля и задвижки – два основных элемента, чаще всего используемых на промышленных трубопроводах. Без них сложно себе представить любую систему снабжения более-менее крупных размеров.

Задача такого оборудования проста – дать человеку возможность контроля над движением и состоянием транспортируемой жидкости внутри труб.

Многие люди несознательно путают вентиля и задвижки. Одни говорят, что между ними нет разницы, другие же наоборот, приписывают каждому инструменту несуществующие свойства.

Правда, как всегда, находится посередине. Вентиля и задвижки действительно отличаются друг от друга, но есть у них и сходства. В данной статье будет описано их подробное сравнение.

Cодержание статьи

Особенности и назначение

Вентиль или задвижка – это запорные системы. По стандарту называются запорной арматурой.

С запорной арматурой вы наверняка уже сталкивались. К примеру, на любой бытовой системе водоснабжения наверняка стоят , позволяющие ограничить поток жидкости в том или ином направлении. Полное перекрытие крана в считаные секунды блокирует движение носителя, отрезая конкретный участок ветки.

В итоге одним движением руки вы получаете возможность изолировать часть трубопровода, а затем выполнять над ней какие-то операции.

В бытовых условиях чаще всего используют клапана. Вентили и задвижки – это тоже запорная арматура, только более крупного образца.

Размещают на трубы диаметром до 100 мм. Описываемые в данной статье детали слишком крупные и мощные. Их допустимо монтировать на трубы, диаметр которых только начинается от 100 мм (хотя есть и исключения).

Преимущественно подразумевается монтаж на магистральные ветки систем водоснабжения, отопления, маслопроводы, нефтепроводы и т.д.

Что интересно, спроектирована так, чтобы каждый элемент смог выдержать огромное давление в условиях постоянного движения носителя. Из-за этого конструкция получается дороже, но куда эффективнее обычной клапанной арматуры.

Тип подсоединения

Мы уже отметили что, вентиль, как и задвижка, обладают схожей структурой и применяются для схожих задач. Чтобы сравнить их друг с другом, а также иметь в голове полноценную картину, чем же вентиль отличается от задвижки, нужно разобрать принцип действия каждого образца. Понять, как он работает, и из чего состоит.

Но перед этим обратим внимание на способы их подсоединения к трубопроводу. Они у них общие.

Элементы такого типа могут быть:

• сварными;
• муфтовыми.

Имеется в виду тип подсоединения к трубопроводу. Здесь различий практически нет. Что вентиль, что задвижка выполнены во всех вариациях.

Фланцевый тип подсоединения подразумевает . Своего рода соединительные кольца, наваренные на края, как запорной арматуры, так и трубопровода. Это хороший вариант, когда нужна надежность в комбинации с практичностью.

Фланцы наваривают на выходы, затем . Соединение происходит за счет стягивания болтами ответных фланцев на трубе и задвижке. Количество болтов, их размер, диаметр фланца и множество других параметров зависит от условий в каждом конкретном случае.

Фланцы удобнее всего применять в промышленности, но и в бытовых условиях, а также в гражданском строительстве от них есть толк.

Про сварные соединения, думается, вы уже и так знаете достаточно. Сварная запорная арматура не пользуется такой же популярностью, как фланцевая или муфтовая, но она тоже довольно широко представлена на рынке, а значит, не упомянуть ее было бы решением ошибочным.

Монтируют на трубопроводы с помощью приваривания газовой или электрической сваркой. Плюсы подобных соединений в их прочности. Минусы – в отсутствии возможности снять запорную арматуру. А такая необходимость может появиться в любой момент.

Запорная арматура не вечна. В ней постоянно происходят динамические процессы. Изнашиваются уплотнители, расшатывается клин, стачиваются детали. Рано или поздно задвижка выйдет из строя. И вот что делать тогда, вопрос открытый.

Монтируют преимущественно на резьбовые соединения. Это промежуточный вариант между сваркой и фланцами. С ним нужно больше возиться, зато можно обойтись вообще без сварочного аппарата. Задействуются в большей степени на средних размеров гражданских системах.

Конструкция и принцип работы вентиля

Вентиль – запорная арматура . Вы должны были видеть вентили если не вживую, то по телевизору.

Это крупный элемент трубопровода, немного утолщенный и с большим регулирующим кольцом, которое собственно вентилем и называют. Задача вентиля заключается в перекрытии и регулировании потока жидкости внутри трубы.

Этим он отличается от задвижки. Дело в том, что фиксируемая деталь может находиться сразу в нескольких положениях.

Если закрутить его на несколько оборотов, то поток блокируется только частично. Запорный элемент искусственно уменьшит диаметр проходного отверстия внутри, что скажется на количестве доставляемой жидкости.

Полное закрытие вентиля блокирует всю систему, точно так же, как это делает . Эта возможность выбирать положение для запорного элемента внутри вентиля – и есть основное его преимущество.

Очень часто в промышленных трубопроводах постает необходимость не просто полностью перекрыть поток жидкости, а только умерить его до определенных значений. Сделать это проще всего именно через монтаж вентилей в потенциально подходящих местах. Более удобного и простого способа человечество еще не придумало.

Разбор внутренностей

Состоит вентиль из нескольких основных деталей. Базу для всех его внутренностей содержит в себе мощный корпус.

Корпус преимущественно литой, а не разборный. Но бывают разные модели, каждая конкретная схема претерпевает некоторые изменения, в соответствии с ожиданиями и желаниями производителя.

Внутри корпуса есть отверстие для прохода жидкости. Отверстие это может быть как полноразмерным, так и уменьшенным.

Полноразмерный проход дает возможность транспортировать жидкость в полной мере, а также снижает нагрузку на внутренности вентиля. Жидкость течет без проблем, не встречая сопротивления.

Другое дело – миниатюрные вентили. Они в своем базовом состоянии не способны пропускать номинальное количество носителя за один и тот же промежуток времени.

В центральной части корпуса находится клапанный блокиратор или просто клапан со шпинделем. К нему подсоединена резьба с направляющими, а резьбой управляют за счет вращения ручки вентиля.

Система проста и неприхотлива, от того и столь эффективна. Вращая ручку, мы передаем усилие на винтовую резьбу. Та влияет на положение клапана внутри вентиля. Закручивание ручки опускает клапан, откручивание наоборот, поднимает. Соответственно вы можете регулировать движение носителя в трубе так, как сами того пожелаете.

Важная особенность состоит в том, что в вентиле течение жидкости блокируется за счет параллельного перекрытия потока. Это сказывается на стоимости всей конструкции, а также его цене его разновидностей. Именно поэтому полнопроходный образец вентиля гораздо дороже стандартного суженного.

Конструкция и действие задвижки

Отличие задвижки от вентиля состоит в нескольких небольших, но все же крайне важных конструктивных особенностях. Разобравшись с ними, вы точно поймете, что здесь и как работает.

Задвижка выполняет те же задачи, что и вентиль. Она тоже способна заблокировать или открыть систему в любой момент.

Только вот задвижка существует в двух положениях:

• открытом;
• закрытом.

Третьего варианта не дано. Сама ее конструкция просто не позволяет эффективно перекрывать поток частичным образом. Запорный элемент внутри спроектирован по такой схеме не просто так.

В находится в перпендикулярном к носителю положении. Закрывается он точно так же, перемещаясь всего на несколько десятков сантиметров вниз.

Это упрощает конструкцию, делает ее более неприхотливой и дешевой. Но также и повышает давление на все составляющие детали. Особенно, если речь идет о , монтируемой на трубопроводах высокого давления.

Монтаж огромной промышленной задвижки (видео)

Схема сборки

Во многом задвижка повторяет конструкцию вентиля. Она тоже состоит из цельного литого корпуса. Она тоже может быть как полнопроходной, так и стандартной, с суженным диаметром.

Основные различия касаются самого запорного элемента. В . Закрытое положение клина прячет его в верхней седельной части. Клин никак не препятствует движению жидкости в системе.

К его направляющим подсоединена резьба, а ту контролируют вращением ручки. В общем, система та же, что и с вентилем. Различие кроется в деталях.

При вращении ручки клин просто освобождается, в один момент перекрывая всю трубу. Нижняя часть клина заходит во внутренние седла, уплотненные резиной.

Основные отличия

Перечислим все отличия вентилей и задвижек. Так вам будет проще ориентироваться и делать свой выбор.

Список отличий:

1. Вентилем можно регулировать поток в системе, задвижка же находится в двух состояниях: открытом и закрытом.
2. В вентиле идет параллельное блокирование системы, задвижка блокируется перпендикулярно потоку.
3. Задвижка быстрее изнашивается.
4. Вентиль стоит дороже, особенно его полнопроходный вариант.

Перед задвижками достаточно очевидны,но не смотря на это,на некоторых предприятиях продолжают использовать клиновые задвижки, мотивируя это несколькими причинами.

Некоторые инженеры на предприятиях считают что, задвижка, выполненная из стали, будто бы надёжнее шарового крана, и с её помощью можно осуществлять регулирование потока среды. Однако,инженеры ведущих компаний по производству трубопроводной арматуры однозначно заявляют: клиновые задвижки ни в коем случае не предназначены для регулирования потока среды, в отличие от тех же шаровых кранов.

Особенности клиновых задвижек

Практическое применение показывает, что при использовании задвижек в качестве регулирующей арматуры, задвижки довольно быстро выходят из строя, переставая удерживать поток среды в закрытом состоянии, то есть не выполняют даже своей непосредственной функции.

Следует отметить, что речь идёт именно о стальных задвижках , так как чугунные задвижки здесь даже не рассматриваются. Основная проблема в том, что чугунная ТПА чрезвычайно требовательна к условиям эксплуатации.

Так например, нельзя применять чугунные задвижки при температуре выше +350 градусов и ниже -20 градусов (здесь речь идёт о лучших марках чугуна) по шкале Цельсия. Имеются также ограничения по типу перекачиваемой среды (чугунную ТПА практически невозможно безопасно использовать в некоторых типах газопроводов), давлению, диаметру проходного отверстия и т.д. Хотя задвижки до сих пор и являются наиболее распространённым типом ТПА на различных трубопроводах, в последнее время наблюдается тенденция к замене задвижек на шаровые краны во многих системах.

Основные причины замены:

Задвижки требуют постоянного контроля за техническим состоянием (например, чистки сальниковых уплотнений),

Задвижки неважно показывают себя при возникновении внештатных ситуаций, требующих быстрого перекрытия потока рабочей среды.

Кроме того, конструкция задвижки не обеспечивает хорошей герметичности, причём, это касается практически всех элементов: как самого затвора, так и корпуса. Далее заметим, что клиновые задвижки обладают изрядным весом и солидными габаритами, а также часто ломаются, что приводит к регулярному возникновению аварийных ситуаций.

Особенности шаровых кранов

Шаровые краны в сравнении с клиновыми задвижками представляют собой более новый тип запорной ТПА, хотя конструкции шарового крана уже более ста лет. Из названия нетрудно понять, что основной запорный элемент в этих кранах имеет форму шара.Практическое применение такой конструкции показывает себя с гораздо более выгодной стороны, чем задвижка. Также следует отметить, что современные шаровые краны значительно более герметичны, чем клиновые задвижки. Дело в том, что производителям удалось решить проблему всех шаровых кранов прошлого (недостаточную герметичность), при использовании современных материалов. Седло современного шарового крана изготавливается из полимерных композиций , а не из металла, как это было раньше. Кроме того, такое решение позволило попутно и значительно облегчить управление краном, так как теперь не приходится прилагать значительных усилий для изменения положения запорного элемента. Следующей особенностью шаровых кранов является компактная конструкция , что также выгодно отличает шаровой кран от клиновой задвижки. Особенно это касается систем жилищно-коммунального хозяйства , однако и в достаточно крупных трубопроводах шаровые краны по габаритам значительно выигрывают у клиновых задвижек. На данный момент производители предлагают шаровые краны, выполненные из сталей, чугуна, латуни и пр. материалов.

Латунные краны нельзя использовать в системах, где температура среды превышает +100 градусов и они не слишком хорошо себя показывают и при минусовых температурах. Кроме того, латунные шаровые краны выполняются небольшими по диаметру (обычно не более 50 мм).

Стальной шаровой кран справится с температурой +200 градусов и будет работать при -50 градусах Цельсия, что делает его незаменимым в системах перекачивания сред в условиях севера. К преимуществам стальной арматуры отнесём и увеличенный диаметр проходного отверстия. Но есть и один недостаток - это цена шарового крана. В ситуации экономии бюджета, есть большое искушение сделать выбор, основываясь на цене. Но и в этом случае, рациональное сравнение должно быть основано не на цене приобретения, а на «совокупной стоимости владения» оборудованием, в нашем случае шаровым краном или задвижкой. Если стоимость шарового крана в среднем выше стоимости задвижки аналогичного диаметра в 2 раза, то его полный срок службы выше в 4 раза.

Какой шаровый кран выбрать?

Несмотря на все преимущества современной арматуры, очень важен фактор - насколько взаимозаменяемы устаревшие чугунные задвижки и шаровый кран . Чтобы не создавать трудности в дальнейшей эксплуатации трубопровода , насколько быстро и эффективно возможно заменить арматуру? Поэтому важно понимать какие именно шаровые краны лучше задвижек, то есть какие свойства должна иметь арматура, чтобы заменить старые задвижки на действующих трубопроводах? Рассмотрим данные свойства:

1. Строительная длина шарового крана (L=....мм)

При ремонте трубопровода, где установлены стальные или чугунные задвижки , важную роль играет строительная длина шарового крана . Если правильно выбрать шаровой кран, то можно избавиться от дополнительных монтажных работ, которые не всегда удобны или невозможны из-за особенностей технологии и условий безопасности. Применяемые в России стандарты строительных длин для задвижек и шаровых кранов - различаются , также различаются строительные длины шаровых кранов различных отечественных и зарубежных производителей. Но оптимальный выбор все-таки существует - некоторые российские производители учитывают «национальные особенности» коммунальных трубопроводов и производят шаровые краны, руководствуясь стандартами строительных длин для задвижек (например равнопроходные краны LD , разборные краны LD 11с67п или краны TEMPER "под задвижку " ). Такие краны полностью соответствуют заменяемой задвижке . При монтаже нового трубопровода, выбор строительной длины крана более независим. Но не помешает уверенность,что строительная длина используемой арматуры не является эксклюзивной и при необходимости замены через несколько лет не придется искать одного единственного производителя шарового крана с уникальной строительной длиной. При использовании шарового крана, очень часто строительная длина оказывается тесно зависимой от другого важного параметра арматуры - условного прохода.

2. Полный и неполный (стандартный) проход

Выбор полного или неполного (стандартного) прохода шарового крана зависит от условия работы конструкции в трубопроводной системе и ее допустимого гидравлического сопротивления. Можно выделить два наиболее характерных случая: когда конструкция устанавливается на магистральной линии с большим расходом среды, необходимо иметь арматуру с малым гидравлическим сопротивлением во избежание больших энергетических затрат на транспортировку среды, особенно жидкой, но в тупиковых позициях допустимо применять арматуру, имеющую повышенный коэффициент гидравлического сопротивления.

Наибольшие энергетические потери будут создаваться в трубопроводах, в которых жидкости перемещаются с большой скоростью. В этих условиях необходимо использовать краны, имеющие малые значения коэффициента гидравлического сопротивления. Ориентировочные значения коэффициента для различных типов кранов: полнопроходные - 0,1-0,4; неполнопроходные - 0,4-1,6.

Большинство шаровых кранов известных зарубежных брендов производятся по стандартам, отличающимся от арматурных стандартов, применявшихся в России и странах СНГ . Именно строительная длина крана является первым и самым очевидным отличием - шаровые краны зарубежного производства со строительной длиной «под задвижку» могут быть изготовлены производителем только под заказ. Стоимость и срок такого заказа неизбежно увеличивается. Следующее значительно отличающаяся характеристика импортной арматуры - эффективный проход крана. Большинство шаровых кранов зарубежного производства имеют редуцированный (стандартный) по отношению к присоединительному диаметру диаметр эффективного прохода.

Преимущества шаровых кран перед клиновыми задвижками

Шаровые краны могут быть изготовлены практически для любого диаметра;
- шаровые краны способны выдержать существенно больший уровень давления;
- температурный диапазон эксплуатации шаровых существенно больше, чем у клиновых задвижек;
- у шаровых кранов практически нет заклинивания и ими существенно легче управлять, задвижки же заклинивают довольно часто, особенно после того, как длительное время находятся в открытом либо закрытом положении;
- более высокая герметичность шаровых кранов;
- шаровые краны являются универсальными, тогда как клиновые задвижки в большинстве случаев используются только на воду;
- шаровые краны в сравнении с клиновыми задвижками имеют более компактные размеры и меньший вес;
- шаровые краны служат намного дольше, существенно реже выходят из строя и более надежны, чем клиновые задвижки;
- клиновые задвижки нуждаются в регулярном осмотре и обслуживании, шаровые краны не нуждаются в постоянном контроле состояния;
- клиновые задвижки могут применяться только в качестве запорной трубопроводной арматуры, а шаровые краны могут эксплуатироваться как запорная так и запорно-регулирующая ТПА.

Бытует мнение, что задвижки это архаизм и это уже прошлое, на пятки наступают шаровые краны и затворы дисковые поворотные . Шаровые краны более компактные более лёгкие, простота монтажа, скорость управления буквально в одно движение и возможность регулировки потока является несомненным преимуществом крана шарового перед задвижкой. Разберём некоторые преимущества этих запорных устройств.

Преимущества монтажа задвижки и кранов шаровых.

При монтаже приваркой кранов, многие делают ошибки, которые невозможно допустить при монтаже задвижек.
Некоторые монтажники, приварив кран шаровой и не дав ему остыть, и желая побыстрее проверить, как он функционирует, в одно движение срывают фторопластовые внутренние уплотнительные элементы затвора крана.
Также распространённой ошибкой монтажа является вертикальный монтаж кранов шаровых приваркой в закрытом положении затвора. Брызги сварки капают на зеркало запорного элемента - шар и застывают на нём и затем при повороте крана застывшие брызги раздирают фторопластовый уплотнитель. Важно приваривать кран только в открытом положении затвора!
Задвижка монтируется на трубопровод дольше тяжелее по весу и имеет невысокую скорость управления затвором. К тому же задвижка это только запорная арматура и никоим образом регулирующая. Но она не имеет фторопластовых деталей, что говорит о том, что срок эксплуатации задвижек выше, чем у кранов шаровых.
На срок эксплуатации кранов влияет такой фактор, как патрубки приварные. Некоторые краны исполнены с патрубками из очень качественной стали, иногда даже бывает так, что сам кран на сороковое давление рассчитан, а патрубки приварные исполнены ВГП на шестнадцатое давление. Внимательно выбирайте кран, поинтересуйтесь, из каких сталей исполнен корпус и патрубки приварные.

Преимущества эксплуатации.

Ещё один фактор преимущества задвижки пред кранами шаровыми и затворами это вероятность гидроудара.
Гидроудар в трубопроводе это масса воды в трубопроводе плюс давление ударяющая в запорный элемент запорной арматуры при подаче среды в трубопровод. Допустим, сантехник в подвале 16-ти этажного жилого дома повернул на один оборот «штурвал» - маховик задвижки на подачу воды. Насколько открыто проходное отверстие задвижки сантехник прекрасно понимает и будет ждать, пока трубопроводная система заполнится водой. Пока задвижка «шипит» (спуск воздуха), он стоит, курит. Если сантехник не трезв и захотел открыть сразу задвижку, то у него всё равно это не получиться, поскольку вращать маховик можно в течение четырёх минут до полного открытия. Запорный механизм задвижки устроен так, что вероятность гидроудара сведена к минимуму либо предполагает лёгкий гидроудар, что способны выдержать не все краны шаровые, поскольку трудно рассчитать насколько открыто проходное отверстие.
Шаровой кран бывает разборный и не разборный, но основная масса выпускаемых кранов неразборные и их называют необслуживаемыми. Задвижку в случае заклинивания, или какой либо неисправности, возможно, разобрать и отремонтировать.

В итоге противостояние затворов поворотных, кранов шаровых и задвижек будет всегда. Каждый из этих запорных арматур является необходимым под конкретные нужды. Сказать нельзя, что задвижка это уже «динозавр», а кран шаровой какой бы он не был красивый и надёжный это прогрессивный и идеальный вариант для установки на трубопровод.

В нашей компании «РосСервис» для установки на трубопровод Вы всегда можете подобрать задвижки стальные 30с41нж Ру16 Ду 50-400, а также шаровые краны для давлений от 0,6 до 4 МПа и под различные диаметры трубопроводов.

Неотъемлемой частью любого трубопровода является запорная арматура, с помощью которой можно регулировать давление транспортируемого потока, вплоть до его полного отключения. Многие производители имеют свои разработки, используемые в изготовлении таких деталей, но все они основаны на общепринятых схемах. В данной статье рассмотрен такой вид запорной арматуры, как шаровая задвижка, ее преимущества, недостатки и материал изготовления, а так же сравнение ее с другими кранами.

1. По способу монтажа бывают краны сварные, фланцевые и на резьбовом соединении. Каждый из них предназначен для разных целей, шаровые задвижки со сварным соединением имеют удлиненный с двух сторон корпус, это сделано для того, чтобы при сварке уязвимые элементы не прогорали от высокой температуры. Краны с резьбовой сборкой в отличии от сварных, являются обслуживаемыми и по истечению срока службы могут быть заменены. Наиболее простым в монтаже и обслуживании считается задвижка с фланцем, она имеет соответствующее магистральной трубе соединение, которое стыкуется болтами и герметизируется паронитовой или резиновой прокладкой. Необходимо соблюдать правила монтажа изделия, например при сварке крана нельзя допускать попадания окалин на полированную сферу, иначе поверхость станет неровной и при повороте шар будет оставлять насечки на прокладке, что приведет к потере герметичности.
2. По виду запорной арматуры доступны шаровые краны, с плавающей или фиксированной поворотной частью. Шар без опоры находится внутри специального полиэлитанового уплотнения, которое надежно фиксирует его и образует герметичный поворотный узел. Фиксированный с двух сторон шаровый элемент более надежен при эксплуатации, так как за счет опорных болтов способен выдерживать нагрузки внутренней среды.
3. По способу изготовления и ремонта бывают литые не обслуживаемые и разборные изделия, с возможностью замены износившихся деталей. Ремонтируемые краны стоят немного дороже остальных, они имеют верхнюю ревизионную крышку для разборки и диагностики внутренних элементов или полностью разбираются на несколько частей.
4. Разделяются задвижки, в зависимости от типа управления, на механические, гидравлические и на задвижки с электроприводом. Поворот штурвала или лапки шара осуществляется в ручную, с помощью гидравлического пресса или дистанционно с использованием электрического двигателя, которые чаще всего встречаются на трубопроводах больших диаметров и в труднодоступных местах, где нет возможности выполнить операции по регулировке крана в ручную. Если размер сферы не позволяет выполнить поворот в один прием, на орган управления устанавливается редуктор с червячной передачей, который передает усилие на запорный механизм.
5. По степени проходимости краны подразделяются на стандартные, полнопроходные и не полнопроходные. Внутренний шар в стандартном варианте имеет сечение несколько меньше чем магистраль, поэтому объем потока среды составляет около 80-90 процентов. В полнопроходном шаровом кране, запорный элемент соответствует диаметру трубы, и транспортируемый поток не встречает никакого сопротивления. Для трубопроводов, в которых требуется заужение потока используются не полнопроходные шаровые заслонки.

Задвижки с шарообразным запорным элементом изготавливаются из различных сплавов металла, в зависимости от назначения. В основном их применяют в системах водоснабжения, газовых магистралях, в трубопроводах для транспортировки химических производных. Шаровые краны устойчивы к воздействию высоких температур, поэтому пригодны для монтажа в системах отопления, на тепломагистралях и узлах снабжения теплом многоквартирных домов. Современные производители изготавливают запорную арматуру такой же длины, как и поджимные фланцевые задвижки с сальниковой набивкой, что делает возможным быструю замену устаревшего оборудования на новое без подгонки и стыковки труб.

Также, по количеству патрубков задвижки бывают многоходовые, трехходовые, проходные и угловые. Их конструкция не имеет особых различий, отличаются они количеством подключаемых веток трубопровода и способом управления потоком.

Работа задвижки осуществляется в несколько этапов. При повороте рычага управления перпендикулярно магистрали непроходная часть шара перекрывает трубопровод, не давая при этом транспортируемому потоку продвигаться дальше. Герметичность обеспечивается уплотнительным кольцом, в котором находится шар. Если рычаг управления повернут вдоль трубопровода, то заслонка повернута отверстием по направлению движения и внутренняя среда беспрепятственно направляется по телу крана.

Стоит отметить, что для ограничения объема поступающей жидкости внутри трубы и регулировки давления подходит только шаровая задвижка с пробковым принципом работы, так как дисковый кран не сможет регулировать поток, а сферический затвор, открытый на половину, быстро изнашивается. Пробковый ограничитель состоит из двух запорных элементов, с отдельным рычагом управления для каждого из них. Один элемент при повороте обеспечивает заужение диаметра крана и ограничивает поступление жидкости, второй имеет сферическую форму и полностью перекрывает поток транспортируемой среды.

Преимущества и недостатки шаровых задвижек

В сравнении с аналогичными изделиями, шаровые задвижки имеют множество преимуществ:

1. Небольшие габариты, по сравнению с прижимными или клиновидными заслонками.
2. Широкий выбор способов монтажа в зависимости от технических условий.
3. Внутренние элементы кранов изготовлены из нержавеющего металла, что продлевает срок эксплуатации изделия.
4. После выполнения монтажа дальнейшее обслуживание заслонки не требуется, все прокладки находятся внутри корпуса и менять сальниковые набивки не нужно.
5. В сравнении с прижимными задвижками, вес шаровых задвижек меньше, что облегчает общую конструкцию.
6. Простота в управлении. Благодаря особенности шара запирание происходит при вращении рычага на 90 градусов, что гораздо удобнее и быстрее чем при использовании поворотного колеса.
7. Если задвижка выполнена из сборного корпуса, в случае выхода из строя внутреннего элемента, его можно заменить не снимая крана с магистрали.
8. Возможность монтажа в вертикальном или горизонтальном положении с размещением органа управления сверху или сбоку.

Но наряду с преимуществами, у шаровых затворов есть и несколько недостатков:

1. В процессе эксплуатации, частицы песка и грязи попадают на неметаллические детали и уплотнения, подвергая их износу и деформации, что в результате приводит к не плотному перекрытию потока. Заменить такой элемент не возможно, придется менять запорную арматуру полностью.
2. При редком использовании, когда кран долгое время находится в открытом положении, происходит «залипание» металлического шара и при повороте можно сорвать рычаг управления.
3. Регулировка объема и давления потока возможно только одним видом шаровых кранов, остальные типы запорной арматуры от не полного открытия быстро выходят из строя.
4. Шаровые краны без упорных шпилек от частого использования могут отломиться от верхней лапки и прибор придется заменить.
5. Стоимость сферических изделий немного выше сравниваемых аналогов.

Отличие шаровых задвижек от других видов запорной арматуры

Краны, внутренняя часть которых выполнена в виде сферы, отличаются от шланговых, выдвижных или клиновидных изделий своей конструкцией. В задвижках с шланговым затвором, движение происходит внутри резонового тоннеля, который для закрытия необходимо пережать, что не совсем практично, так как при воздействии излишнего давления шланг может лопнуть. В шаровом кране проходная арматура металлическая, она не боится скачков давления и температуры.

От выдвижного и клиновидного механизма, шаровый отличается положением поворотной части. У первых он расположен выше тела затвора, что увеличивает строительный размер, а у сферического устройства вся замковая часть находится внутри самого крана.

Хотя многие производители стараются изготавливать запорную арматуру того же строительного размера, как и аналоги, высота прижимного крана, в связи с особенностью конструкции немного больше, что сказывается при стесненных условиях монтажа. Также, вес шаровой заслонки намного меньше, а следовательно нагрузка на трубопровод будет невысокой.

В случае, когда требуется экстренное запирание трубопровода, при аварии и проведении ремонтных работ, выполнить указанные действия будет легче и быстрее рычагом шаровой заслонки, так как ход механизма составляет всего 90 градусов. Все уплотнения сферического прибора выполнены из резины или полиэлитана, а в аналогичных изделиях с прижимным механизмом герметичность обеспечивается сальниковой набивкой, которую, для нормального функционирования узла нужно периодически ревизировать и при изнашивании менять на новую.

Таким образом, можно сделать вывод, что шаровая задвижка во многом превосходит по качеству и простоте обслуживания аналогичные детали с иными механизмами запирания. Технологии изготовления и проектирования таких изделий постоянно совершенствуются и улучшаются, меняются используемые материалы и улучшающие функции запорной арматуры.