Profactor Armaturen GmbH. Райш Г. Вентиль – ферзь запорной арматуры

У производителей сантехники появилась альтернатива – вентили с конусным затвором без резиновых элементов в запорном механизме, их, в частности, производит немецкая компания Profactor Armaturen GmbH. В чём же преимущества и недостатки уплотнителей из резины и кожи? Почему современные производители сантехники решили вернуться к вентилям без уплотнительных элементов?

Паровая машина

Вентили с металлическим затвором без резиновых уплотнителей вовсе не современная разработка, они появились до того, как в запорную арматуру внедрили герметизирующие элементы из резины, кожи, фибры и тефлона.

Первые свинцовые и бронзовые вентили и клапаны появились и начали активно внедряться в середине XIX века в период подъема и развития в Европе отрасли машиностроения. В те времена ученые и инженеры раскрыли силу пара, смогли её обуздать и эффективно использовать в работе фабричных и заводских станков, в подъемных механизмах, двигателях наземного и водного транспорта, и даже на первых автомобилях, их называли паровые локомобили (рис. 1).

Первые локомобили начали завозить в царскую Россию из Европы, но вскоре отечественные предприятия наладили сборку и выпуск собственных транспортных средств, движущихся на силе пара и превосходящих по эффективности и мощности европейские аналоги. Этот чудо-транспорт представлен и технически описан в каталоге «Паро- водо- газопроводных и фабрично-технических принадлежностей заграничного и собственного производства», который выпускали польские предприниматели «Братья Млынарские» (рис. 2, 3, 4).

Их фирма открылась в Российской Империи в 1894 году и работала до 1917 года. Судя по расценкам в каталоге, самая скромная паровая машина мощностью в 4 лошадиные силы стоила 2 000 рублей, а с 16 «лошадками» – 6 200 рублей. Это были огромные деньги!

По материалам «Вести. Экономика» с учетом текущей стоимости золота и курса валют финансовые эксперты определили, что 1 царский рубль на рубеже XIX-ХХ веков был равен примерно 1514 нынешним российским рублям. Получается, что локомобиль с 4 «лошадками» стоил бы сейчас 3 028 000 рублей (более $47000), а с 16 «лошадками» – около 9,4 млн рублей ($147 000). А это уже стоимость современной квартиры в Москве!

Отечественные локомобили имели две модификации: с обыкновенной топкой и с более эффективной соломотопкой системы «Эльворти». Последнюю разработку можно было приобрести и установить на паровой машине за дополнительные деньги, доплатив от 60 до 250 царских или 378 500 нынешних рублей.

Пар из котла, изготовленного из мягкой стали, попадал в сложную трубопроводную систему локомобиля, по которой распределялся и регулировался с помощью вентилей и клапанов.

Спустя два века этот принцип работы паровых установок не изменился, он по-прежнему контролируется запорной арматурой, только её разновидность и области применения в XIX-XX веках значительно расширились.

Справка

На рубеже XIX-XX веков паровые автомобили уже колесили по Европе, США и России, развивая приличную скорость. В 1906 году Фред Мариотт на болиде-паровике «Ракета» разогнался до 205 км/ч. Увы, в 1907 году гонщик разбился на своем болиде, потеряв управление на скорости 240 км/ч. В это же время автомобили с ДВС не могли так разгоняться.

Паровые машины были быстрее бензинового транспорта, отличались надежностью, превосходили сроками эксплуатации. В начале ХХ века американский изобретатель-инженер Абнер Добл разработал и наладил выпуск парового автомобиля Doble Model E с уникальными характеристиками. Он мог разгоняться с нуля до 120 км/ч за 10 секунд, а на скорости в 130 км/ч двигался бесшумно.

Двигатель автомобиля работал по замкнутому циклу с конденсацией пара, и 70 литров воды хватало на 500 км пути. Автомобиль Добла был известен как The Magnificent Doble – Великолепный Добл. До 1930-х годов эти машины лидировали в группе городского транспорта и конкурировали с шумными и грязными авто с ДВС, а потом эпоха пара начала сдавать свои позиции, уступив место бензину и дизельному топливу.

Вентили и клапаны

После обкатки на паровых установках вентили и клапаны приспособили в качестве запорно-регулировочной арматуры в системах холодного и горячего водоснабжения, парового отопления и коксового газоснабжения.

Большая часть этой арматуры изготовлялась из ковкого чугуна (мягкое литьё) и фосфористой бронзы. Если первые модели были тяжелыми и грубыми, то позже эти изделия пережили эволюцию и преобразились в изящные вентильные краны, никелированные смесители для ванных комнат и душевых. Их конструкция и дизайн практически не отличаются от современных изделий (рис. 5).

Более 100 лет водопроводные и газовые вентили и краны выпускаются практически с неизменными техническими параметрами, только сейчас вместо бронзы и ковкого чугуна производители сантехники предпочитают использовать латунь или нержавеющую сталь.

Историю сантехнической арматуры можно узнать из уникальных документов, сохранившихся в частных коллекциях, музейных архивах, библиотеках и т. д. Среди них находятся дореволюционные издания с черно-белыми иллюстрациями и подробными описаниями характеристик многих сантехнических товаров.

Одним из полезных источников является каталог польских предпринимателей «Братья Млынарские». В Отделе III «Паропроводные принадлежности» представлены клапаны и краны для пара тяжелой модели из фосфористой бронзы. На черно-белых графических иллюстрациях прослеживается невероятное сходство некоторых моделей с современными вентилями (рис. 6, 7).

Так, на иллюстрациях «Фиг. 6» и «Фиг. 15» дореволюционная арматура не отличается от современных вентилей, которые выпускают европейские производители, в т. ч. компания Profactor Armaturen GmbH (рис. 8).

Вентили с металлическим затвором без резиновых уплотнителей активно использовались в сантехнических узлах два века назад. В наше время они лишь немного модифицировались, например, затвор в латунных вентилях стал конусообразным.

Хотя некоторые дореволюционные изделия не дожили до наших дней, они остались за бортом технической эволюции и вышли из производства в первой половине ХХ века. В их числе, например, вентили и краны с двойной регулировкой и с гуммированным маховиком (рис. 9).

В каталоге торгово-промышленного товарищества «Василий Осипович Красавин с Братьями» (1899 год) также присутствуют изделия, сохранившие конструкцию без изменений. Вот, например, клапаны и краны для пара и воды с резьбой (рис. 10). Внешне они не отличаются от современных вентилей, только фосфористую бронзу заменил латунный сплав.

Что касается модификаций водопроводных клапанов и кранов, то судя по иллюстрациям в каталоге «Василий Осипович Красавин с Братьями», в царские времена ассортимент изделий был уже настолько велик, что впоследствии особо не расширялся. До сих пор на рынках сантехники и в хозяйственных магазинах можно найти некоторые товары из дореволюционного издания (рис. 11).

В их числе: вентильные краны для воды с муфтами, вентили с наружной и внутренней резьбой, вентили с одной и двумя накидными гайками (американка) и другие устройства со стрелками направления потока. Кстати, всем знакомая американка вовсе не является современным новшеством, ей более 150 лет.

В том же каталоге представлены специализированные двойные, тройные краны и никелированные смесители для ванных комнат (рис. 12).

Никелированные поворотные смесители остаются неизменными атрибутами ванных комнат в современных квартирах и домах. А вот двойные и тройные краны с фарфоровыми ручками и металлическими вентилями ещё встречаются в старых общественных банях и саунах, в душевых кабинах олимпийских бассейнов и спортивных комплексов. Эти массивные изделия в XXI веке считаются раритетными, мода на них возвращается, поэтому некоторые архитекторы и дизайнеры при проектировании и оформлении ванных комнат и бань предпочитают использовать изделия под старину.

В этой связи в европейских и других странах есть производители, которые специализируются на выпуске ретро-сантехники, набирающей популярность в Европе, США и России. Конечно, такая сантехника выпускается ограниченными партиями или под заказ.

Аналогичная ситуация сложилась и с умывальными кранами (рис. 13), предназначенными для медицинских учреждений, больниц, процедурных кабинетов и операционных комнат. Конструкция и дизайнерское решение некоторых моделей специализированной арматуры оказались настолько эффективными, что не потребовали усовершенствования и модернизации в ХХ веке.

Умывальными кранами, унаследованными по конструкции с царских времен, были оснащены многие советские больницы и госпитали, поликлиники и крупные медицинские центры. В настоящее время им на смену пришла сантехника с сенсорными, инфракрасными и лазерными датчиками.

Уплотнители из резины и кожи

Если внешний вид и корпус вентильных кранов за два века особо не менялись, то в запорном механизме этих устройств происходили преобразования.

Конструкция первых вентилей не предусматривала резиновые и другие уплотнители. Металлическое седло самостоятельно блокировало и регулировало поток. Когда же в оборот вошли вентили с элементами герметизации из резины, кожи, фибры и тефлона, от выпуска первых вентилей производители всё равно не отказались. Они продолжали выпускаться наравне с усовершенствованной арматурой.

Однако в конструкцию первых вентилей всё-таки были привнесены новшества. Например, под торговой маркой PROFACTOR производятся вентили с конусным затвором (артикул PF SVC 365, 366, 367), в их конструкцию добавлены элементы из тефлона – кольцевое уплотнение штока и прокладка головки. Эти детали повышают герметизацию устройства и предупреждают протечки (рис. 14).

До появления шаровых кранов запорная арматура имела резиновые и кожаные уплотнители. Ассортимент изделий был весьма велик, о чем свидетельствуют исторические документы (рис. 15).

В справочной книге инженера А.Ф. Астафьева «Домовые водостоки и водопроводы», напечатанной в Санкт-Петербурге в 1913 году, представлены вентильные краны с резиновым и кожаным седлом (рис. 16, 17).

В начале ХХ века резиновое седло уже считалось устаревшим элементом и его пытались заменить на кожаный аналог. В книге А.Ф. Астафьева отмечается, что «на фиг. 42а показан водоразборный вентильный кран с резиновым седлом (старая конструкция), а на фиг. 42б – кран с кожаным седлом».

В каталоге «Оригинальные Швейцарские Соединения Марки +GF+», изданном в 1912 году Акционерным обществом железоделательных и сталелитейных заводов «ЖОРЖЪ ФИШЕРЪ» Шафгаузен (Schaffhausen) – северный кантон Швейцарии, также представлены клапаны и вентильные краны из ковкого чугуна с набивкой из резины и кожи (рис. 18).

Более 100 лет назад нефтехимическая отрасль и её продукты только начинали развиваться, поэтому качество и надежность резиновых изделий были далеки от совершенства. Они быстро снашивались, трескались и рассыпались. Резиновые элементы приходилось часто менять или заменять на более стойкие – кожаные, служившие в паровых установках и в водопроводной системе дольше.

Изготовление уплотнителей из натуральной кожи являлось трудоёмким делом. Далеко не все стадии производства тогда были автоматизированы, без ручного труда здесь не обходилось. Эти особенности, конечно, отражались на стоимости товара с кожаными элементами. Он был достаточно дорог. С резиной, скорее всего, было проще и дешевле, но её качество улучшалось медленно. Понадобилось 100 лет упорного труда ученых, инженеров и производителей, чтобы синтетический материал стал качественнее, прочнее и дешевле кожи.

Получается, что уплотнители из резины и кожи использовались в запорной арматуре одновременно, причем долгое время. Они были распространены в Европе и Советском Союзе до 70-80-х годов. Тогда в отечественных магазинах хозтоваров можно было найти кранбуксы с кожаной прокладкой, сантехники применяли их наравне с резиновыми уплотнителями.

В конце ХХ века от кожаных элементов в сантехнике отказались. Резина полностью заменила кожу, и причины этому вполне ясны. Натуральная кожа имела свои недостатки: она деформировалась, снашивалась и теряла начальную форму, из-за чего возникали протечки, и запорная арматура выходила из строя. А качество резины тем временем улучшилось настолько, что заменять её натуральным материалом необходимости уже не было.

Теперь при вулканизации искусственного каучука получают универсальную резину, которая обладает множеством полезных свойств. Во-первых, у неё высокая эластичность, упругость и стабильность формы. Во-вторых, резина обладает аморфностью, т. е. она может легко деформироваться при незначительном нажатии. В-третьих, резиновый материал не поглощает воду, при этом остается прочным и износостойким. Все эти качества как раз подходят для эффективной герметизации запорной арматуры и сантехнических узлов.

Послесловие

Запорно-регулировочные вентили служат в сантехнических узлах два века и до сих пор остаются надежными и эффективными устройствами в паропроводах, системах отопления, холодного и горячего водоснабжения. Вентили же без резиновых уплотнителей в запорном механизме считаются более работоспособными, т. к. обладают дополнительными преимуществами.

Усовершенствованная конструкция вентилей с конусным затвором без резиновых элементов значительно увеличивает надёжность и срок эксплуатации изделия. Так, например, этот вентиль может функционировать с рабочей средой до 200 °С. Для запорной арматуры с резиновыми уплотнителями такая температура недопустима. В зависимости от типа резины уплотнителя, вентиль может работать со средой, температура которой составляет 80-120 °С.

Кроме того, вентили с конусным затвором долго не изнашиваются и остаются в рабочем состоянии, если в транспортируемой среде присутствуют механические примеси – песок, ржавчина, грязь, мелкие камешки и т. д. Они выводят из строя резиновые элементы, которые быстро изнашиваются, трескаются, и тогда вентиль даёт течь. Если резину вовремя не заменить, то в противном случае придется менять весь вентиль. Устройству с конусным затвором это не грозит.

В любом случае, чтобы избежать неприятностей с вентилями и предотвратить их загрязнение и неисправность, перед запорной арматурой в трубопроводе нужно устанавливать фильтр грубой очистки воды. Это простое и недорогое устройство задерживает механические примеси до их попадания в вентили, краны, смесители и бытовые сантехнические приборы, тем самым увеличивается срок их эксплуатации и предотвращаются аварийные ситуации.

Кроме того, предлагаем к просмотру интервью со специалистами Profactor Armaturen GmbH в рамках выставки Aquatherm Moscow-2019:

Размещено в номере: «Вестник арматуростроителя», № 7 (56) 2019