Кран трехходовой запорный – это тип трубопроводной арматуры, предназначенный для смешивания двух потоков рабочей среды в один общий или для разделения одного входного потока на два направления. Его ключевая функция – управление распределением и пропорциями потоков жидкостей или газов в системах тепло- и водоснабжения, вентиляции, технологических установках и других инженерных сетях. В отличие от двухходового (проходного) крана, который лишь открывает или перекрывает поток, трехходовой кран обеспечивает возможность его перенаправления и регулирования.
Основой конструкции трехходового крана является литой корпус (из чугуна, латуни, стали, нержавеющей стали) с тремя патрубками (отводами). Внутри корпуса расположена запорно-регулирующая деталь – пробка (сфера, конус, цилиндр) со сквозным каналом сложной формы (Г- или Т-образным). Эта деталь жестко соединена со шпинделем, который выводится наружу и управляется вручную или посредством электропривода. При повороте шпинделя внутренний канал меняет свое положение относительно патрубков, что приводит к изменению пути движения среды.
Классификация основана на функции, которую выполняет кран в системе.
Имеет два входных патрубка (А и В) и один общий выходной (АВ). Позволяет смешивать два потока среды с разными параметрами (например, горячую и остывшую воду) для получения на выходе потока с заданной промежуточной характеристикой (температурой). Положение затвора регулирует пропорцию смешивания от 100% А / 0% В до 0% А / 100% В.
Имеет один входной патрубок (АВ) и два выходных (А и В). Предназначен для распределения потока из общей магистрали на два направления. Позволяет направлять поток полностью в выход А, полностью в выход В или в обе ветви в определенной пропорции.
Важно: Конструктивно многие краны универсальны и могут работать в обеих функциях, но настройка и характер работы системы, в которую они встроены, определяют их фактическую роль. Неправильное применение может привести к неэффективной работе или поломке.
| Тип крана | Конструкция затвора | Преимущества | Недостатки | Типовые области применения |
|---|---|---|---|---|
| Шаровый | Сферическая пробка со сквозным Г- или Т-образным каналом. | Высокая герметичность, малое гидравлическое сопротивление, простота управления, надежность, широкий диапазон рабочих сред. | Чувствительность к загрязненной среде (возможен заклини), ограничения по температуре уплотнений, относительно высокая стоимость. | Системы отопления (смесительные узлы, коллекторы), ГВС, технологические линии с неагрессивными средами. |
| Конический (пробковый) | Коническая пробка, притертая к седлу корпуса. | Простая и ремонтопригодная конструкция, стойкость к загрязненным средам, возможность регулирования. | Высокое усилие на рукоятке при управлении, необходимость периодической подтяжки сальника, риск прикипания пробки. | Технологические трубопроводы с маслами, топливом, химическими средами, системы с высокой вязкостью среды. |
| Цилиндрический | Цилиндрическая пробка с каналами. | Хорошая герметичность, возможность точной регулировки. | Сложная конструкция, высокая стоимость изготовления, большее трение. | Специальные технологические установки, системы точного дозирования. |
Трехходовые краны являются критически важными элементами в следующих системах:
Монтаж должен производиться в соответствии с проектной документацией и инструкцией производителя. Необходимо обеспечить доступ для управления и обслуживания. Корпус крана не должен воспринимать нагрузки от трубопровода (растяжение, изгиб). При установке важно соблюдать направление потока, указанное стрелкой на корпусе (для несимметричных конструкций). Перед вводом в эксплуатацию обязательна промывка системы для удаления окалины и монтажного мусора, который может повредить уплотнения шарового механизма. Для кранов с электроприводом необходимо проверить соответствие напряжения и выполнить настройку концевых выключателей. В процессе эксплуатации требуется периодическая проверка герметичности и, при необходимости, подтяжка сальникового узла (для ремонтопригодных моделей).
Двухходовой (проходной) кран имеет два патрубка и выполняет функцию «открыто/закрыто» для одного потока. Трехходовой кран имеет три патрубка и предназначен для операции смешения двух потоков или разделения одного потока на два. Это арматура не просто запорная, а запорно-регулирующая.
Да, но с оговорками. В определенном положении (когда канал затвора не соединен с одним из патрубков) кран перекрывает поток через этот патрубок. Однако для функции полного отключения участка чаще применяют два двухходовых крана, так как это обеспечивает лучшую ремонтопригодность и визуальный контроль отсечки.
Выбор определяется схемой системы. Если нужно смешать два потока (например, из подачи и обратки) – нужен смесительный кран, устанавливаемый обычно на перемычке. Если нужно распределить один поток (например, из котла) на два контура (радиаторы и теплый пол) – нужен разделительный кран, устанавливаемый на подаче. Многие универсальные краны могут работать в обеих ролях, но гидравлический расчет и настройка системы будут разными.
Все параметры важны и взаимосвязаны. Первичный выбор всегда начинается с условий среды: давление, температура, химический состав. Они определяют материал корпуса и уплотнений (например, нержавеющая сталь + графит для высоких температур). Затем, исходя из требуемой степени автоматизации и дистанционного управления, выбирается тип привода (ручной/автоматический). Нельзя установить электропривод на кран, не рассчитанный на его монтаж.
Шаровые краны, в первую очередь, запорная арматура. Хотя у них есть промежуточные положения, они не предназначены для точного регулирования расхода по нескольким причинам: 1) Характеристика регулирования (зависимость расхода от угла поворота) нелинейна. 2) В промежуточных положениях высокоскоростной поток вызывает кавитацию и эрозию поверхности шара и уплотнений, что быстро выводит кран из строя. Для плавного регулирования применяются специальные трехходовые регулирующие клапаны с седлом и плунжером.
Заклинивание чаще всего вызвано отложениями на поверхности шара или износом уплотнений. Меры профилактики: установка фильтров грубой очистки перед краном; использование кранов в средах, для которых они предназначены; периодическое (раз в 1-2 месяца) проворачивание крана даже в статичной системе. Если заклинивание произошло, не следует применять чрезмерное усилие на рычаге. Необходимо попытаться аккуратно разработать кран, подав в систему специальные растворы для растворения отложений (если это допустимо по технологии). В случае неудачи – демонтаж и ремонт/замена.
Основные стандарты: ГОСТ 21345-2005 (Краны шаровые, конусные и цилиндрические. Общие технические условия), ГОСТ 9544-2015 (Арматура трубопроводная. Нормы герметичности затворов), ГОСТ 28343-89 (Краны для трубопроводов. Типы, основные параметры и размеры). Для фланцевых соединений: ГОСТ 33259-2015 (Фланцы арматуры и соединительных частей трубопроводов на номинальное давление до PN 250), серии DIN (DIN 3202), ANSI/ASME B16.34. При выборе для объектов энергетики необходимо также учитывать отраслевые стандарты (СТО) и требования конкретного проекта.