Чтобы механизировать процесс запирания и отпирания любой трубы, необходимо установить на ее участке кран, позволяющий управлять потоком воды (газа и т. п.). Кран устроен таким образом, что в закрытом положении он постоянно находится под давлением и должен эффективно его сдерживать, а также регулировать расход воды при открывании.
В конструкциях традиционного типа процессы запирания и отпирания происходят по принципу превращения вращательного движения маховика в поступательное движение штока.
Конструктивно кран представляет собой стальной или латунный корпус той или иной формы с носиком-изливом — с одной стороны, и резьбовым патрубком для подключения подводящей трубы — с другой. Корпус крана — обыкновенная отливка и никаких отдельных деталей не имеет. Задача корпуса (кроме того, чтобы «собирать» вместе всю конструкцию) состоит в том, чтобы повернуть поток воды под углом и заставить ее проходить через круглое отверстие. Это отверстие, или окно с плоской «ступенькой» по окружности, называется седлом. К нему и прижимается прокладка клапана, надежно перекрывая путь воде. В корпус крана ввинчен рабочий узел, то есть головка крана.
А вот головка крана состоит из нескольких деталей, именно она и переводит вращение маховика в возвратно-поступательное движение. Изготавливается корпус головки как из стали или латуни, так и из металлокерамики (в кранах нового образца).
Кран имеет резьбу, при помощи которой головка устанавливается в корпус крана. Внутри самой головки есть другая резьба. С ее помощью происходит движение штока с клапаном. На штоке жестко закреплен клапан с прокладкой, а в хвостовике штока имеется отверстие с внутренней резьбой, предназначенной под болт, соединяющий его с маховиком. Таким образом, маховик, шток и клапан представляют собой единую конструкцию.
Итак, предположим, что наш кран открыт. Вращая его маховик, мы заставляем шток как бы ввинчиваться в головку, двигаясь вниз, при этом клапан плотно прижимает прокладку к седлу в корпусе крана.
Когда мы поворачиваем маховик в обратную сторону, открывается вода. Вращением маховика можно регулировать напор воды. При этом шток как бы вывинчивается из головки и тем самым поднимает клапан наверх.
Во избежание просачивания воды через корпус головки в ней оставлено некоторое пространство вокруг штока, это пространство называется сальником.
В сальнике укладывается уплотнитель — сальниковая набивка, которая со стороны маховика поджимается специальной втулкой.
Головка крана может иметь и несколько более сложную конструкцию, в которой движение вращательно поступательное. Здесь осевое перемещение задается уже не самому штоку, а дополнительной детали — шпинделю, на котором и закреплен клапан с прокладкой. Маховик по-прежнему вращает шток, только в отличие от первого случая, шток просто вставлен в корпус головки, которая внутренней резьбы не имеет. Но в этом случае резьбовое соединение есть у штока со шпинделем. Последний, в отличие от штока, вращаться не может, и ему остается только перемещаться вверх и вниз в корпусе головки.
Другими словами, принцип действия здесь тот же, только роль пары «корпус-шток» выполняет пара «шток-шпиндель».
