Трехходовой кран что это
Назначение трёхходового крана
Подписка на рассылку
Назначение трёхходового крана – это важный компонент запорно-регулирующей арматуры. Его конструктивная простота и надёжность обеспечила широкое применение в инженерных трубопроводных системах самых разных типов. Далее трёхходовой кран для краткости иногда будем называть просто краном.
Трёхходовой кран, применение, иллюстрируется следующим неполным перечнем:
Кран трёхходовой, типы
Кран трёхходовой, типы, можно классифицировать по следующим признакам:
Функциональное назначение
Смесительные: подвод жидкости производится по двум подводящим патрубкам, отвод по одному. Это, например, смеситель горячей и холодной воды с целью регулирования температуры выходящего потока.
Распределительные: подвод жидкости производится по одному патрубку, а отвод по двум. Это, например, регулирование распределения теплоносителя между двумя потребителями тепловой энергии.
Конструкция затворного устройства
Затвор может выполняться шаровым (поворотный тип), конусным или цилиндрическим (пробковые типы).
Типы 3-х ходовых кранов с пробковым затвором существенно сложнее поворотных шаровых. Они применяются, как правило, в трубопроводных системах с автоматическим управлением.
Для различных условий монтажа присоединительные элементы патрубков к магистралям изготавливаются:
Тип управления
Для управления кранами применяются, как правило, электро или пневмопривод.
Трёхходовой кран, обозначение
Трёхходовой кран, обозначение (марки трёхходовых кранов) производится по ГОСТ 4666-2015 Арматура трубопроводная требования к маркировке.
Основные параметры, указываемые на корпусе крана (в порядке следования):
Дополнительные сведения о трёхходовом кране могут быть размещены на бирке, прикреплённой к крану. Более полные сведения о маркировке см. ГОСТ 4666-2015.
Кран трёхходовой, характеристики
К основным из них можно отнести следующие:
Указанные характеристики жёстко регламентируются ГОСТами.
Принцип работы трехходового крана и его конструкция
Для того, чтобы перенаправлять потоки жидкости в системах водоснабжения или отопления, используют трехходовые клапаны. Они действуют подобно железнодорожной стрелке, подключая к входному патрубку один или другой выходной. Такие краны могут полностью переключать поток воды, а могут плавно регулировать распределение между двумя контурами.
Назначение и области использования
Трехходовые клапаны применяются в следующих областях:
Используются трехходовые клапаны и в трубопроводах технологического назначения, везде, где требуется временно или постоянно перенаправлять потоки жидкостей или газов, а также смешивать такие потоки в определенных пропорциях.
Принцип работы и устройство трехходового крана для систем отопления
В основе конструкции трехходового крана лежит обычный Т-образный тройник. Два входящих патрубка (на схеме справа и сверху) служат для подачи холодной и горячей воды. Выходящий патрубок (на схеме слева) отводит смешанный поток. В центральной камере на оси вращается регулирующий сектор, частично перекрывающий входящие патрубки. На рисунке видно, как работает секторный трехходовый кран
Рисунок 2. Принцип работы секторного клапана
Перекрытие может составлять от 0 до 100%. Особенность конструкции в том, что чем больше открывается просвет для одного из входящих патрубков, тем меньше становится просвет для другого. Если сектор стоит в среднем положении, пропускается по 50 % каждого потока. Смещая сектор, например, к верхнему патрубку, можно получать пропорции холодная/горячая:
И так далее до полного перекрытия холодной воды (0/100%), в этом случае в выходной патрубок будет поступать только горячая вода
Управление клапаном может осуществляться вручную и помощью биметаллического термостатического устройства.
Рисунок 3. Схема работы клапана с термостатическим управлением.
Такую функцию можно выполнить и с помощью двух двухходовых кранов и обычного тройника, используемых совместно. Именно так происходит в двухвентильных смесителях. Чтобы обеспечить постоянный напор и точно управлять пропорцией смешения горячего и холодного потока, следует обеспечить открывание двух кранов в противофазе (один открывается- другой пропорционально закрывается), например, насадив их на единую ось.
Трехходовые клапаны разделяются на две большие группы. Они могут быть:
Из схемы видно, что конструкция смесительного и разделительного клапана практически идентична. Различаются они лишь направлениями потоков. При правильном монтаже смесительный клапан буде работать и в качестве разделительного. Нужно только правильно настроить систему управления. В случае ручного управления никаких проблем не будет. Сложнее, но также возможно будет настроить и электронное управление. А вот термостатический модуль управления в случае подключения по разделительной схеме будет распределять потоки в зависимости температуры входящего потока. Это придется учитывать при проектировании системы отопления.
Сколько положений имеет секторный кран с электроприводом, показано на рис. 5
Рисунок 5. Варианты использования крана с электроприводом
Кроме секторных трехходовых кранов, выпускаются также и седельные. Принцип действия у них такой же, но имеются конструктивные различия.
Рисунок 6. Седельный, или шаровый тип крана
Смесительный седельный кран имеет двигающийся на штоке шарообразный рабочий орган, он запирает по очереди седла, через которые в камеру и далее в выходной патрубок проходят смешиваемые потоки. Разделительный клапан снабжен двумя рабочими органами, закрепленными на едином штоке и перекрывающие выходные потоки. Чем больше перекрыт один, тем больше открыт другой. Седельные клапаны не могут быть взаимозаменяемыми.
Кроме того, трехходовые устройства подразделяются по способу управления:
Электрические. Сектор поворачивается с помощью электродвигателя с редуктором. Такие устройства подключаются к компьютеризированной системе управления, считывающей показания датчиков температуры и в соответствии со встроенным алгоритмом управляющей потоком.
Рисунок 7. Кран с электроприводом
При необходимости поворотом маховика можно изменить заданную температуру. Часто устанавливается на входе радиаторов отопления для подстройки комфортной температуры в каждой комнате.
Как выбрать
Выбирая трехходовой кран, необходимо учитывать несколько параметров. В процессе выбора хорошо заручиться помощью опытного инженера-сантехника.
Прежде всего нужно оценить назначение устройства- разделительный или смесительный. Следующим шагом следует определить место установки на схеме системы, а также способ управления устройством. Если планируется автоматизированное управление отоплением, надо решить, каким образом будет управляться данный кран- электроприводом, термостатом или вручную.
Далее анализу подлежат следующие технические характеристики:
Руководствуясь перечисленными параметрами, нужно отобрать из десятков рыночных предложений несколько моделей, соответствующих заданным требованиям.
На этом этапе настает время сравнивать цену, гарантийный срок, доступность сервиса и, конечно, репутацию фирмы- производителя. Гарантированным качеством обладают такие лидеры рынка, как:
На рынке присутствует также множество поставщиков, не успевших завоевать столь безупречную репутацию. Экономия на стоимости клапана может в дальнейшем привести к его нестабильной работе, повышенным расходам или даже к выходу из строя всей системы.
Монтаж
Обычно при монтаже трехходовых кранов выбирают одну из типовых, хорошо отработанных схем.
Безнапорный коллектор или гидравлический разделитель
В такой схеме в контуре №2 предусмотрен насос, обеспечивающий циркуляцию теплоносителя. Его обозначение- два синих равносторонних треугольника, соединенных вершинами.
Рисунок 10. Схема монтажа с безнапорным коллектором
Прямое подключение к источнику тепла
Важно! Если кран подключается непосредственно к бойлеру на байпасе, подключенному к патрубку В, перед манометром придется смонтировать клапан с гидравлическим сопротивлением, равным сопротивлению источника тепла.
Рисунок 11. Прямое подключение к источнику
В противном случае начнутся колебания расхода теплоносителя на участке A-B. Они будут вызываться колебаниями штока.
Регулятор перепада давления
В случае высокого давления со стороны источника тепла между напорным коллектором и клапаном устанавливается манометрический дросселирующий регулятор, компенсирующий избыточный напор теплоносителя.
Рисунок 12. Схема с дросселирующим регулятором
Специалисты применяют и другие схемы подключения, исходя из назначения системы и соотношения параметров источника тепла, трубопроводной системы, клапана и потребителя.
Устройство и виды трехходового крана, функциональные особенности тройника
Трехходовой кран (тройник) — специальное устройство для равномерного нагрева теплоносителя в системе отопления. Применяется для предотвращения гидроударов и оптимизации процесса обогрева помещения. Используется в системах, где присутствует несколько отопительных узлов и контуров для равномерного нагрева каждого радиатора, независимо от его расположения.
Устройство тройника
Кран-тройник состоит из герметически соединенных воедино трубок, распределяющих поток жидкости. Эти трубки расположены в виде буквы Т.
Детали, из которых состоит устройство:
Технические характеристики и сфера использования зависят от того, из какого материала изготовлена деталь:
Латунь | Надежное и практичное регулирующее устройство, которое отличает длительность использования. |
Сталь | Вполне сопоставима по надежности с латунью, но срок использования стальных кранов немного меньше. |
Чугун | Применяют для отопительных систем промышленного назначения, где трубы имеют диаметр более 40 мм. В бытовых отопительных трубопроводах не используется. |
Устройство отличается методом соединения: может быть штуцерно-торцевым, сварным или цапковым, соединяться с помощью фланцев и муфт.
По типу затвора кран может иметь сальниковый либо натяжной механизм.
Принцип действия
Регулирующее устройство служит для перераспределения потока теплоносителя, чтобы получить нужную температуру нагрева в трубах. К крану подключается одновременно два потока, первый поток — подача горячей воды, второй — обратка остывшая вода. Вода из обратки перемешивается с потоком из коллектора, остужая воду до оптимальной температуры.
Трехходовой клапан оснащен вентилем, управляющим подачей и регулированием потока. Положение вентиля настраивает подачу потока в два патрубка из трех. Основная функция регулирующего устройства — смешивание и разделение потоков.
Когда вентиль открыт на 50%: из крана подается вода средней температуры, когда вентиль открыт на максимум — вода из крана течет максимально горячая, вентиль в закрытом положении — для ХВС.
Внимание! Функция вентиля — перенаправить потоки воды от входного отверстия к одному из выходящих отверстий: либо к выходу с горячей водой, либо с холодной. Одновременное перекрытие обоих отверстий возможно лишь наполовину.
Различают краны смесительные и распределительные. Внешне оба устройства сложно различить, но предназначены они для разных целей, и принцип действия у них различный:
Смесительный | Подвод воды происходит через два клапана, а выход — через один. Смешивание жидкости происходит в результате перекрытия каждого из выходов с помощью штока с клапаном. Например, в многоэтажных домах, где много квартир, а также для монтажа теплого пола циркуляционные насосы монтируются в каждый контур, чтобы увеличить скорость подачи жидкости и уменьшить гидравлическое сопротивление, вызванное установкой регулирующего устройства. Здесь кран-тройник работает по принципу смешивания: из двух потоков в один. |
Распределительный | Запорное устройство, которое делит поток на две части, т.е теплоноситель входит через одно отверстие, а выходит через два. Применяется для обвязки отопительных коллекторов, чтобы равномерно распределить нагрев теплоносителя в нескольких комнатах или помещениях. Например, применяется при монтаже отопления в частном доме, где установлен один циркуляционный насос. Тройник монтируется так, чтобы один поток выходил на два отверстия: один в котел, а другой по обводной линии. Температура в трубах снижается за счет смешения обоих потоков, при этом количество воды не меняется, а расход топлива для обогрева снижается. |
Достоинства и недостатки трехходовых кранов
Простота устройства и монтажа способствует популярности трехходовых кранов. Установленный раз, он не требует дополнительного обслуживание, соединение отличается герметичностью и длительностью использования. Это не относится к дешевым изделиям, которые быстро выходят из строя. Кран легко и удобно переключается, однако, при грубой эксплуатации бывает, что затвор может заклинить.
Установка таких устройств возможна в системах с небольшим диаметром труб.
Классификация по типу контроля механизма
Трехходовой кран управляется либо вручную, либо с помощью электроники. В последнем случае применяется дополнительная комплектация — датчики или термостаты.
Ручной режим управления | Дешевое устройство, внешне выглядит как стандартный шаровой кран. Смешивает потоки примерно в равных пропорциях. Основной недостаток — неравномерность и длительность прогрева удаленных от котла батарей отопления. |
Автоматика | Позволяет регулировать нагрев теплоносителя в автоматическом режиме, не требует участия человека. Характеризуется более эффективным действием, обеспечивает равномерность прогрева всех участков. Управление осуществляется посредством сервопривода, пневматического или гидродинамического термостата. |
Выбор тройника
При подборе устройства следует проследить за тем, чтобы диаметр устройства и тип соединения соответствовали диаметру и типу соединения труб в контуре. Это позволит обойтись без соединительных элементов (переходников), и не изменит пропускную способность труб. Что касается типа соединения, то невозможно будет осуществить монтаж, если трубы имеют штуцерное соединение, а кран — фланцевое.
Внимание! Для систем, работающих в условиях подачи теплоносителя под высоким давлением не стоит использовать тройники, для этого предназначены другие специальные запорно-регулирующие устройства.
Как выбрать и самостоятельно установить трехходовой кран: устройство и принцип монтажа
И снова здравствуйте!
Простая конструкция и надежный шаровый механизм управления сделали трехходовой кран популярным запорно-регулирующим элементом для систем инженерных коммуникационных трубопроводов в самых разных областях. Сегодня я предлагаю разобраться, где же это устройство применяется, как работает, сколько стоит и каким образом устанавливается.
Что это такое и для чего он нужен
Трехпроходной кран – это «тройник» с запорным механизмом. Его задача:
Отсюда и принципиальное деление трехходовых кранов на смесительные и разделительные.
Назначение и область применения трехходовых кранов
Основная задача трехходового крана – смешивание или разделение магистральных потоков. Но где эти функции могут понадобиться и, главное, зачем?
Трехходовые смесители широко используются в промышленной сфере и аграрном секторе. Ими укомплектовывается разнообразное оборудование от привычных для нас стиральных машин и автомобилей до сложных инженерных комплексов в кораблях и паровозах.
Применяются трехходовые краники и в медицине. Ими укомплектовываются инфузионные магистрали – необходимая часть сложного медицинского оборудования.
Технические и эксплуатационные характеристики трехходовых кранов
Ключевые технические параметры трехходовых кранов:
Все эти характеристики для запорной арматуры жестко регламентированы стандартами ГОСТов. Разница между ними зависит от модели изделия и материалов, из которых оно изготавливается.
Сколько положений имеет трехпроходной кран
Количество рабочих положений трехходовых кранов определяется формой канала в затворе и предназначением. Схема представлена ниже на фото:
На заметку! Трехходовые краны не предназначены для полного перекрытия потока во всех направлениях. Они лишь перенаправляют транспортируемую среду с одной ветки на другую или смешивают их, временно перекрывая один из патрубков.
Из каких материалов изготавливают трехходовые краны
Прочность запорной арматуры, ее эксплуатационные возможности определяет материал, из которого она изготовлена.
Для корпуса, штока и запорного элемента трехходовых кранов чаще всего исполдьзуется:
В агропромышленном комплексе и в медицине часто используются трехходовые краны, изготовленные из полимеров.
Запорный элемент некоторых моделей может быть выполнен из керамики. Она надежна, отличается износоустойчивостью. Однако керамика крайне восприимчива к составу транспортируемой среды. Если носитель недостаточно чист, такой механизм очень быстро выходит из строя. Поэтому трехходовые краны с керамическим картриджем чаще всего устанавливаются в системах водоснабжения или отопительных контурах, работающих на очищенном антифризе.
Уплотняющие детали «тройника» (прокладки, сальник, седельные кольца) могут изготавливаться из тефлона. Его использование повышает рабочий температурный режим трехходового смесителя до 150 °C. Также кольца могут покрываться фторопластом.
Устройство и принцип работы трехходового крана
Конструкция трехходового смесителя включает такие элементы:
Принцип работы трехходового крана построен на вращении затвора внутри корпуса. Высверленный в затворе L- или Т-образный ход служит для пропуска потоков. Поворачиваясь, затвор либо открывает все отверстия патрубков, либо перекрывает одно из них.
Рассмотрим принцип его работы на примере отопительного контура. Трехпроходной кран устанавливается в контур таким образом, чтобы один его патрубок был подключен к трубопроводу, идущему от котла.
Патрубок, расположенный посередине, через байпасное соединение подключается к «обратке», где теплоноситель имеет уже меньшую температуру. Третий патрубок соединяется с трубопроводом, идущим к радиаторам.
На заметку! Схема монтажа указывается производителем в виде маркировки на самом «тройнике».
Положение затвора задается поворотом рукоятки:
Плюсы и минусы трехходовых кранов
Достоинства | Недостатки |
Компактность и эргономика | Ограниченный функционал |
Удобное управление. Мягкое плавное движение затвора при переключении режимов | |
Возможность использования в загрязненной среде. Исключение – трехходовые смесители с керамическим затвором | Не предназначены для регулировки интенсивности потока и установки затвора в промежуточные положения |
При установке в отопительном контуре выполняют функцию термостатического прибора, что позволяет оптимизировать энергоэффективность системы | |
Высокая герметичность затвора | |
Низкий уровень гидравлического сопротивления | Быстрый износ и частое заклинивание при работе в режиме регулировки |
Конструкция «тройника» не допускает скапливания и застоя транспортируемой среды | |
Простая понятная конструкция и принцип работы | |
Легкость монтажа | Ограниченный температурный режим: максимум 200 °C |
Удобство эксплуатации. Пониженные требования к регулярности проверок на предмет работоспособности | |
Длительный срок эксплуатации |
Отличие трехходового крана от задвижки, вентиля и клапана
Кран, задвижка, вентиль и термоклапан относятся к классу запорно-регулирующей арматуры. Однако форма затворного механизма и принцип работы у них разные. Для большей наглядности сравнительные характеристики приборов я свела в таблицу:
Кран | Вентиль | Задвижка | Клапан | |
Функция затвора | + | + | + | + |
Функция регулировки | Не рекомендована | + | + | + |
Форма затвора | Шар, пробка | Клин | Диск, клин | Букса |
Принцип движения затворного механизма | Вокруг собственной оси | Параллельно потоку | Перпендикулярно потоку | Параллельно потоку |
Рукоятка управления | Рычаг | Маховик | Маховик | Рычаг, маховик |
Возможность установки электропривода | + | + | + | + |
Возможность установки термостата | Только внешний (для моделей с автоматическим управлением) | + | — | + |
Компактность | + | — | — | + |
Из данных таблицы видно, что кран менее функционален. Однако именно поэтому он более надежен и служит гораздо дольше своих собратьев.
Виды трехходовых кранов
Особенности конструкции предполагают деление трехходовых смесителей на несколько видов:
Параметры | Виды трехходовых кранов |
Тип затворного механизма | Шаровые, пробковые (цилиндрические, конусные) |
Диаметр проходного отверстия в затворе | Полнопроходные, редуцированные (диаметр канала в затворном механизме несколько сужен) |
Форма канала в затворном механизме | Т-образные, L-образные |
Способ управления | Ручные (рычаг, бабочка), с электроприводом, с пневмоприводом |
Способ соединения | Резьбовые (муфтовые, штуцерные, цапковые), сварные, фланцевые |
Использование привода в комплекте с выносным термодатчиком, контроллером или ручным переключателем позволяет автоматизировать процесс управления. Модели с пневматическим приводом безопаснее электрических сервоприводных аналогов.
Срок службы трехходового крана
Период безаварийной работы прибора определяют:
На стальные «тройники» производители дают гарантию в 5-7 лет, но при умеренной интенсивности они вполне могут прослужить и 50 лет. Срок службы пластиковых моделей, как правило, не превышает 2 лет.
Как выбирать трехходовый кран
Перед покупкой трехходового смесителя нужно решить такие вопросы:
Основные технические характеристики трехпроходного крана можно увидеть на корпусе.
Популярные производители трехходовых кранов
Современный ассортимент запорной арматуры способен ввести в смятение рядового обывателя. Но не все соответствуют стандартам качества. Среди тех, кто уже давно зарекомендовал себя на рынке инженерной сантехники, я бы выделила:
Примерные цены на трехходовые краны
Стоимость запорно-регулирующей арматуры зависит от:
Устройства с ручным управлением стоят в 2-3 раза дешевле электро- и пневмоприводных.
Правила монтажа трехходового крана
Схема подключения трехходового крана к отопительному контуру
Схема подключения трехпроходного крана к системе водоснабжения с водонагревателем
Правила эксплуатации трехходового крана
Установленный в систему «тройник» требует периодического осмотра на предмет износа и протечек. При обнаружении протечки можно попробовать подтянуть резьбовое соединение. Если протечку устранить не получилось, смеситель придется разбирать. Очень часто изнашиваются именно уплотнительные кольца. Их замена и очистка элементов от окалины продлевает срок службы прибора.
Чтобы сократить степень износа устройства, его нужно периодически смазывать специальным сантехническим средством.
Частые ошибки и проблемы при установке трехпроходного крана
Ошибки, допущенные при установке «тройника», не только сокращают срок его службы, но и негативно отражаются на работе всей магистрали:
Советы специалистов
Заключение
Самое большое достоинство трехходового клапана – несложный самостоятельный монтаж. Настроив его на оптимальный режим работы, вы получите эффективную систему отопления и водоснабжения.
Удачи вам во всех начинаниях! Подписывайтесь и делитесь полезной информацией со своими друзьями и знакомыми в соцсетях. Жду ваших комментариев, до новых встреч!