Вентиль: чем отличается от задвижки и крана, разновидности и особенности эксплуатации

Запорная арматура является неотъемлемой частью трубопроводных систем; ее зона ответственности – перекрытие потока рабочей среды. С данной функцией справляются несколько разновидностей устройств, и вентиль – это одно из них, со своими конструктивными и эксплуатационными особенностями. Разбираемся, как устроен и работает вентиль, какими преимуществами и недостатками он обладает.

Принципиальные отличия вентиля от крана и задвижки

Уяснить, что такое вентиль, проще, если сравнить его с другими видами запорной арматуры. Многие считают, что понятия «кран» и «вентиль» являются синонимами. Но, хотя вся арматура выполняет схожие функции (регулирует движение потока), отличие все-таки имеются, а именно:

• вентиль устанавливается на стыке двух труб (в определенной узловой точке трубопровода). При необходимости он изменяет или перекрывает подачу воды (или других жидкостей, газов или сырья);
• кран монтируется на окончании трубы; он используется для подачи воды (для вывода ее из системы), если возникает такая необходимость.

Разница между вентилем и задвижкой более существенная, и она касается как функциональности, так и конструкции. Задвижка используется только для перекрывания и открывания потока. В силу своих конструктивных особенностей она не может делать это частично, регулировать напор, подобно вентилю. Задвижка способна выдерживать значительные нагрузки (во время гидроудара), поэтому ее монтируют на магистральных трубопроводах.

В конструкции этих видов арматуры имеются и общие черты. Например, управлять обоими устройствами можно вручную, с помощью редуктора, а также пневмо- или электропривода. Основные отличия конструкции выглядят следующим образом.

• Особенности корпуса. Вентиль обладает сложным внутренним устройством; поток воды делает внутри двойной поворот под прямым углом. Корпус задвижки цилиндрический (суженный или полнопроходной); вода движется прямо, без поворотов.
• Направление движения затвора (относительно водного потока). Затвор вентиля движется параллельно току воды, затвор задвижки – перпендикулярно.
• Тип затвора. В вентильной арматуре затвором чаще всего служит золотник (золотниковый клапан) или конус, у задвижек – клин или нож.

Классификация вентильных конструкций

Устройство вентиля, предназначенного для водонапорных трубопроводов, включает несколько элементов, а его работа выглядит следующим образом:

• при движении штурвала (или запуске электродвигателя) начинает вращаться шпиндель (передаточное звено);
• шпиндель передает движение на золотниковый затвор, который перекрывает седло, находящееся в корпусе.

Вентильную арматуру принято классифицировать по следующим признакам:

• по типу конструкции запорного устройства;
• по материалу изготовления;
• по способу соединения с трубопроводом.

Конструктив запирающего устройства

В конструкции вентильной арматуры распространение получили три вида запоров.

• Клапанные. Запорный механизм выполнен в виде перегородки. Такие изделия способны регулировать объем и напор воды в условиях высокого давления; они просты в управлении и ремонтопригодны. Одновременно клапанные запоры характеризуются небольшим сроком эксплуатации: из-за частого открывания/закрывания быстро стирается прокладка.
• Пробковые или конусные. Являются разновидностью клапанных моделей, только запор имеет вид не перегородки, а конуса. Когда шток вращается, запорный клапан опускается, прекращая подачу воды. Особенности эксплуатации совпадают с клапанными устройствами.
• Шаровые. Запирающим элементом служит шар со сквозной прорезью; перемещение прорези в перпендикулярное положение блокирует подачу воды. Конструкция отличается герметичностью и долгим сроком службы, к тому же она удобна: ручку поворачивают на пол-оборота. Минус: шаровую арматуру невозможно отремонтировать, если шар заклинит.

Материалы изготовления запорной арматуры

Для изготовления запорной арматуры используют несколько металлов и сплавов, а сама арматура изготавливается двумя способами.

• Методом литья получают изделия из чугуна, латунных и алюминиевых сплавов.
• Штамповано-сварным методом изготавливают стальную продукцию.
• Выбор материала для того или иного вентиля зависит от того, где данная арматура будет установлена; возможны следующие решения:
• Внутренняя сеть. Применяется арматура из латуни, нержавеющей стали, бронзы и пластика. Корпус стальных устройств также может быть выполнен из легированной или нелегированной стали.
• Наружная сеть. Используются все те же металлы и сплавы, а также некоторые марки стали и чугуна.

Так как вентили имеют более сложную конструкцию, то их корпус чаще изготавливается из стали или латуни. Для изготовления задвижек чаще используют чугун или сталь.

В применении разных материалов прослеживается следующая логика.

• Латунная и бронзовая арматура – дорогостоящий вариант обустройства, однако высокий ценник компенсируется качеством и долгим сроком эксплуатации. Такие изделия устанавливаются не только на водопроводном, но и на отопительном контуре, что имеет свои преимущества: на их поверхностях не образуется накипь.
• Изделия из нержавеющей стали. Они выгодно отличаются долгим сроком эксплуатации, а обходятся намного дешевле латунных и бронзовых аналогов.
• Пластиковая запорная арматура. Она предназначена только для монтажа в пластиковых трубопроводах. ПВХ-изделия выделяются невысоким ценником и отменными физико-техническими характеристиками. Пластик не вступает в химические реакции, не подвержен коррозии, а его гладкие поверхности не задерживают ток воды.
• Чугунные и стальные изделия для наружных трубопроводов хорошо выдерживают природные воздействия и удешевляют конечную стоимость системы.

Как арматура крепится к трубам

Монтаж может выполняться следующими способами:

• муфтовые и резьбовые соединения. Их используют на трубопроводах невысокого (до 1,6 мПа) давления. В обоих случаях соединяющим элементом служит внутренняя или внешняя резьба, только на муфтовых соединениях дополнительно устанавливается уплотнительная прокладка и фиксирующая муфта, что обеспечивает герметичность узла;
• фланцевые. Применяются на магистральных и промышленных трубопроводах, где давление достигает 10 мПа и выше. Фланец – пластина с отверстиями для резьбового крепления (используются болты или шпильки);
• пластиковые. Такая арматура отличается продолжительным сроком службы и остается востребованной, несмотря на невозможность ремонта. Монтаж пластиковых вентилей выполняется с помощью сварки.

Особенности эксплуатации вентилей

Вентили монтируют с учетом направления потока рабочей среды; определить правильную установку помогает стрелка на корпусе. У использования арматуры имеются следующие эксплуатационные преимущества:

• вентильное устройство обеспечивает простое и быстрое перекрытие потока с небольшими физическими усилиями (если сравнивать с задвижками).
• При перекрывании трубы трение затвора в корпусе минимальное, что увеличивает ресурс узла. Сальниковое или сильфонное уплотнение поможет сделать узел герметичным;
• вентили устанавливаются на трубах несколькими способами. Кроме проходных существуют угловые модели, которые монтируются в месте поворота трубы под прямым углом;
• арматура сравнительно легкая, небольшая по размерам и ремонтопригодная, что упрощает обслуживание системы;

• можно подобрать изделия под любые рабочие параметры системы, в широком диапазоне температур и давлений, для любых транспортируемых составов (в том числе, и агрессивных химических веществ).

Специалисты выделяют и недостатки вентилей.

• Так как корпус имеет довольно сложную конструкцию, узел обладает высоким гидравлическим сопротивлением, и склонен к гидроударам.
• По сравнению с задвижкой у вентиля больше строительная длина, а транспортируемая среда должна делать внутри поворот. Поэтому в узле появляются застойные зоны, что ухудшает транспортировку вязких сред.
• Вентильные узлы не монтируют на трубах большого диаметра, поскольку высокая мощность потока мешает правильной работе затвора.

Коротко о главном

По сравнению с задвижкой вентиль обладает более сложным устройством, и может регулировать объем проходящей через него воды. Монтаж арматуры выполняется несколькими способами, в результате чего появляется износостойкий герметичный узел, для управления которым не нужно прилагать больших физических усилий.