Кран (также кран или кран : см . варианты использования) — это клапан , контролирующий выпуск жидкости .
Вода для ванн, раковин и раковин может подаваться через отдельные краны горячей и холодной воды; такое расположение распространено в старых установках, особенно в общественных туалетах/ванных комнатах и подсобных помещениях/прачечных. На кухнях и в ванных комнатах обычно используются смесители . В этом случае горячая и холодная вода из двух клапанов смешиваются перед тем, как достичь выхода, что позволяет воде выходить при любой температуре между температурой подачи горячей и холодной воды. Смесители были изобретены Томасом Кэмпбеллом из Сент-Джона, Нью-Брансуик , и запатентованы в 1880 году. [2]
Для ванн и душей смесители часто включают в себя некую функцию балансировки давления , чтобы соотношение горячей/холодной смеси не зависело от кратковременных изменений давления того или иного источника. Это помогает избежать ожогов или неприятного охлаждения при возникновении других водных нагрузок (например, при смыве в туалете).Вместо двух отдельных клапанов, смесители часто используют один, более сложный клапан, управляемый одной ручкой ( однорычажный смеситель ). Ручка движется вверх и вниз, чтобы контролировать количество потока воды, и из стороны в сторону, чтобы контролировать температуру воды. Особенно для ванн и душей, последние разработки представляют собой термостатические смесительные клапаны , которые делают это с помощью встроенного термостата и могут быть механическими или электронными. Существуют также краны с цветными светодиодами, показывающими температуру воды.
Если установлены две трубы, то у горячего крана обычно есть красный индикатор, а у холодного — синий или зеленый. В Соединенных Штатах краны часто также маркируются буквами «H» или «C». В странах с романскими языками используются буквы «C» для горячего и «F» для холодного (от французского «chaud»/итальянского «caldo»/испанского «caliente» (горячий) и французского «froid»/итальянского «freddo»/испанского «frio» (холодный)). Португальцы используют Q (для «quente», горячий) и F. Это может создать путаницу для англоговорящих посетителей. Смесители могут иметь красно-синюю полосу или стрелки, указывающие, с какой стороны будет горячая вода, а с какой — холодная.
В большинстве стран существует стандартное расположение кранов горячей/холодной воды. Например, в США и многих других странах кран горячей воды находится слева в соответствии со строительными нормами . Существует много установок, где этот стандарт игнорируется (сантехники называют это «перекрестными соединениями»). Неправильная сборка некоторых одноклапанных смесителей приведет к перестановке горячей и холодной воды, даже если устройство было правильно подключено.
В Соединенных Штатах Закон об американцах с ограниченными возможностями устанавливает требования к кранам, например, чтобы для их работы требовалось усилие менее пяти фунтов, а также чтобы пользователю не приходилось поворачивать запястье. [3]
Большинство ручек в домах крепятся к валам клапанов винтами, но во многих коммерческих и промышленных применениях они оснащены съемным ключом, называемым «свободным ключом», «водяным ключом» или « ключом для подоконника », который имеет квадратный штифт и ключ с квадратным концом для включения и выключения воды; «свободный ключ» можно снять, чтобы не дать вандалам включить воду. [ требуется цитата ] До изобретения «свободного ключа» некоторые домовладельцы или смотрители обычно снимали ручку крана, на которой были зубцы, которые встречались с шестернями на валу клапана. Эта система зубцов и шестеренок все еще используется в большинстве современных кранов. «Свободные ключи» также можно найти снаружи домов, чтобы не дать прохожим использовать их. [ требуется цитата ]
Краны обычно подключаются к водопроводу с помощью «поворотного соединителя крана», который крепится к концу водопроводной трубы с помощью паяного или компрессионного фитинга и имеет большую гайку для навинчивания на резьбовой «хвост» крана, который свисает под ванной, раковиной или мойкой. Между соединителем и хвостом крана используется фибровая шайба (которая расширяется при намокании, помогая герметизации). Хвостовики кранов обычно имеют диаметр 1 ⁄ 2 "или 12 мм для раковин и 3 ⁄ 4 "или 19 мм для ванн, хотя в континентальной Европе иногда используют размер 3 ⁄ 8 "(все еще имперский). Тот же метод соединения используется для шарового крана .
Термин «кран» широко используется для описания клапана, используемого для розлива пива из кеги , как самотеком, так и под давлением.
Газовый кран — это особая форма шарового крана, используемого в жилых, коммерческих и лабораторных помещениях для грубого контроля выпуска топливных газов (таких как природный газ , угольный газ и синтетический газ ). Как и все шаровые краны, его ручка будет параллельна газовой линии в открытом состоянии и перпендикулярна в закрытом состоянии, что позволяет легко визуально определить его состояние.
Водопроводные и газовые краны имеют регулируемый поток: задвижки более прогрессивны; шаровые краны более грубые, обычно используются в двухпозиционных приложениях. Поворот ручки или рычага клапана регулирует поток, изменяя отверстие регулирующего устройства в узле клапана. Результатом при открытии в любой степени является запертый поток . Его скорость не зависит от вязкости или температуры жидкости или газа в трубе и зависит лишь слабо от давления подачи , так что скорость потока стабильна при заданной настройке. При промежуточных настройках потока давление в сужении клапана падает почти до нуля из-за эффекта Вентури ; в водопроводных кранах это заставляет воду на мгновение закипать при комнатной температуре, проходя через сужение. Пузырьки холодного водяного пара образуются и разрушаются в сужении, вызывая знакомый шипящий звук. При очень низких настройках потока вязкость воды становится важной, и падение давления (и шипящий шум) исчезают; при настройках полного потока становится важным паразитное сопротивление в трубах, и вода снова становится тихой.
Первый механизм завинчивающегося крана был запатентован и изготовлен основателями Rotherham brass Гестом и Краймсом в 1845 году. Большинство старых кранов используют мягкую резиновую или неопреновую шайбу , которая навинчивается на седло клапана, чтобы остановить поток. В технике это называется « шаровой клапан », и хотя он обеспечивает герметичное уплотнение и хорошую точную регулировку потока, как резиновая шайба, так и седло клапана со временем подвергаются износу (а для седла — коррозии ), так что в конечном итоге в закрытом положении герметичное уплотнение не образуется, что приводит к протеканию крана. Шайбу можно заменить, а седло клапана отшлифовать (по крайней мере, несколько раз), но шаровые клапаны никогда не требуют обслуживания.
Кроме того, извилистый S-образный путь, по которому вынуждена следовать вода, создает значительное препятствие для потока. Для систем бытового водоснабжения с высоким давлением это не имеет значения, но для систем с низким давлением, где важна скорость потока, например, для душа, питаемого от накопительного бака, предпочтительнее использовать «запорный кран» или, выражаясь инженерным языком, « запорный клапан ».
Задвижки используют металлический клин с круглой поверхностью, обычно того же диаметра, что и труба, который ввинчивается перпендикулярно потоку, отсекая его. Когда кран полностью открыт, потоку оказывается небольшое сопротивление, но этот тип крана редко обеспечивает идеальную герметичность в закрытом состоянии. В Великобритании этот тип крана обычно имеет ручку в форме колеса, а не костыля или кабестанной ручки.
Конусные клапаны или шаровые краны являются еще одной альтернативой. Они обычно встречаются в качестве запорных клапанов в более дорогих системах водоснабжения и обычно встречаются в газовых кранах (и, кстати, в кранах для бочкового пива, упомянутых выше). Их можно определить по диапазону движения — всего 90° — между полностью открытым и закрытым положением. Обычно, когда ручка находится на одной линии с трубой, клапан открыт, а когда ручка находится поперек трубы, он закрыт. Но он может двигаться в любом направлении по часовой стрелке или против часовой стрелки перпендикулярно трубе. S = закрыто и O = открыто. Конусный клапан состоит из неглубоко сужающегося конуса в плотно прилегающем гнезде, расположенном поперек потока жидкости. В британском английском это обычно известно как кран с конической пробкой . Вместо этого шаровой клапан использует сферический шар. В любом случае отверстие в конусе или шаре позволяет жидкости проходить, если оно выровнено с отверстиями в гнезде, через которые жидкость входит и выходит; Поворот конуса с помощью ручки поворачивает проход в сторону, представляя жидкость с неразрушенной поверхностью конуса, через которую она не может пройти. Клапаны этого типа, использующие цилиндр, а не конус, иногда встречаются, но использование конуса позволяет сделать плотную посадку даже при умеренных производственных допусках. Шар в шаровых кранах вращается внутри пластиковых (обычно ПТФЭ ) седел.
Бесконтактные инфракрасные датчики приближения заменяют стандартный клапан. Термостатически управляемые электронные двухцелевые смесительные или распределительные клапаны используются в промышленных приложениях для автоматической подачи жидкостей по мере необходимости.
Клапаны с ножным управлением устанавливаются в лабораториях, медицинских учреждениях/больницах, а также на промышленных предприятиях, где при работе с кранами грязные руки могут оставлять на них отложения.
Современные краны часто имеют аэраторы на кончике, чтобы ограничить поток воды и ввести воздух в виде пузырьков для уменьшения разбрызгивания. Без аэратора вода обычно вытекает из крана одной большой струей. Аэратор распределяет поток воды на множество мелких капель. В санитарных условиях, таких как больницы или лаборатории, вместо аэраторов используются «устройства ламинарного потока». Устройства ламинарного потока ограничивают поток и направляют воду в плавную струю, не вводя окружающий воздух, который может содержать опасные бактерии или частицы.
Современные смесители для ванных комнат и кухонь часто используют керамические или пластиковые поверхности, скользящие по другим подпружиненным керамическим поверхностям или пластиковым шайбам. Эти смесители используют уникально низкое значение коэффициента трения двух керамических поверхностей в контакте, особенно в присутствии воды в качестве смазки. Эти смесители, как правило, требуют гораздо меньшего обслуживания, чем традиционные шаровые краны, и когда требуется обслуживание, обычно заменяют всю внутреннюю часть клапана, часто как один предварительно собранный картридж .
Из трех производителей в Северной Америке Moen и American Standard используют картриджи (Moen использует O-ring, American Standard — керамические), в то время как Delta использует резиновые седла, обращенные к картриджам. Каждая конструкция имеет свои преимущества: картриджи Moen, как правило, легче всего найти, картриджи American Standard имеют практически бесконечный срок службы в муниципальной воде без осадка, а резиновые седла Delta, как правило, наиболее терпимы к осадку в колодезной воде.
Большинство юрисдикций США теперь требуют, чтобы шланговые патрубки, шланговые затворы и настенные гидранты имели вакуумный прерыватель или превентор обратного потока , чтобы вода не могла вернуться через патрубок из шланга . Это предотвращает загрязнение здания или общественной системы водоснабжения в случае падения давления. В Великобритании водные правила требуют наличия двойного обратного клапана ; он часто встроен в корпус самого крана.
Американское общество инженеров-механиков (ASME) публикует несколько стандартов по сантехнике. Вот некоторые из них:
{{cite web}}: CS1 maint: bot: original URL status unknown (link)
Медиа, связанные с Tap на Wikimedia Commons
Словарное определение крана в Викисловаре