La vanne d'arrêt est principalement utilisée pour réguler et arrêter le fluide circulant dans le pipeline. Ils diffèrent des vannes telles querobinets à tournant sphériqueet les robinets-vannes dans la mesure où ils sont spécifiquement conçus pour contrôler le débit de fluide et ne se limitent pas aux services de fermeture. La raison pour laquelle la vanne d'arrêt est ainsi nommée est que l'ancienne conception présente un certain corps sphérique et peut être divisée en deux hémisphères, séparés par l'équateur, où le flux change de direction. Les éléments internes réels du siège de fermeture ne sont généralement pas sphériques (par exemple, des robinets à bille) mais sont plus typiquement plans, hémisphériques ou en forme de bouchon. Les vannes à soupape limitent davantage le débit de fluide lorsqu'elles sont ouvertes que les vannes à vanne ou à bille, ce qui entraîne une chute de pression plus élevée à travers elles. Les vannes à soupape ont trois configurations de corps principales, dont certaines sont utilisées pour réduire la chute de pression à travers la vanne. Pour plus d'informations sur d'autres vannes, veuillez vous référer à notre guide d'achat de vannes.

Conception de la vanne

La vanne d'arrêt est composée de trois parties principales : corps et siège de vanne, disque et tige de vanne, garniture et chapeau. En fonctionnement, faites tourner la tige filetée à travers le volant ou l'actionneur de vanne pour soulever le disque de vanne du siège de vanne. Le passage du fluide à travers la vanne présente un chemin en forme de Z afin que le fluide puisse entrer en contact avec la tête du disque de la vanne. Ceci est différent des vannes à vanne où le fluide est perpendiculaire à la vanne. Cette configuration est parfois décrite comme un corps de vanne en forme de Z ou une vanne en forme de T. L'entrée et la sortie sont alignées l'une avec l'autre.

D'autres configurations incluent des angles et des motifs en forme de Y. Dans la vanne d'arrêt d'angle, la sortie est à 90° de l'entrée et le fluide s'écoule le long du trajet en forme de L. Dans une configuration de corps de vanne en forme de Y ou en forme de Y, la tige de vanne pénètre dans le corps de vanne à 45 °, tandis que l'entrée et la sortie restent en ligne, comme dans le mode à trois voies. La résistance du motif angulaire à l'écoulement est inférieure à celle du motif en forme de T, et la résistance du motif en forme de Y est plus petite. Les vannes à trois voies sont les plus courantes des trois types.

Le disque d'étanchéité est généralement conique pour s'adapter au siège de soupape, mais un disque plat peut également être utilisé. Lorsque la vanne est légèrement ouverte, le fluide s'écoule uniformément autour du disque et l'usure est répartie sur le siège et le disque de la vanne. La vanne fonctionne donc efficacement lorsque le débit est réduit. Généralement, le sens du débit est vers le côté tige de la vanne, mais dans un environnement à haute température (vapeur), lorsque le corps de la vanne refroidit et se contracte, le débit s'inverse souvent pour maintenir le disque de la vanne hermétiquement fermé. La vanne peut ajuster la direction du débit pour utiliser la pression pour aider à la fermeture (débit au-dessus du disque) ou à l'ouverture (débit au-dessous du disque), permettant ainsi à la vanne de ne pas se fermer ou de ne pas s'ouvrir.

Le disque ou le bouchon d'étanchéité est généralement guidé jusqu'au siège de vanne à travers la cage pour garantir un contact correct, en particulier dans les applications à haute pression. Certaines conceptions utilisent un siège de vanne et le joint situé du côté de la tige de vanne de la presse à disque vient en butée contre le siège de vanne pour relâcher la pression sur la garniture lorsque la vanne est complètement ouverte.

Selon la conception de l'élément d'étanchéité, la vanne d'arrêt peut être rapidement ouverte par plusieurs tours de la tige de vanne pour démarrer rapidement le débit (ou fermée pour arrêter le débit), ou ouverte progressivement par plusieurs rotations de la tige de vanne pour générer plus débit régulé à travers la vanne. Bien que les bouchons soient parfois utilisés comme éléments d'étanchéité, ils ne doivent pas être confondus avec les vannes à boisseau, qui sont des dispositifs quart de tour, similaires aux vannes à bille, qui utilisent des bouchons au lieu de billes pour arrêter et démarrer le débit.

application

Vannes d'arrêtsont utilisés pour l'arrêt et la régulation des usines de traitement des eaux usées, des centrales électriques et des usines de traitement. Ils sont utilisés dans les conduites de vapeur, les circuits de refroidissement, les systèmes de lubrification, etc., dans lesquels le contrôle de la quantité de fluide traversant les vannes joue un rôle important.

Le matériau sélectionné pour le corps du robinet à soupape est généralement la fonte ou le laiton/bronze dans les applications à basse pression, et l'acier au carbone forgé ou l'acier inoxydable dans les applications à haute pression et température. Le matériau spécifié pour le corps de vanne comprend généralement toutes les pièces sous pression, et « garniture » ​​fait référence aux pièces autres que le corps de vanne, y compris le siège, le disque et la tige de vanne. La plus grande taille est déterminée par la classe de pression ASME et des boulons ou brides à souder standard sont commandés. Le dimensionnement des vannes à soupape demande plus d'efforts que le dimensionnement de certains autres types de vannes, car la chute de pression à travers la vanne peut constituer un problème.

La conception à tige montante est la plus courante dansvannes d'arrêt, mais on peut également trouver des vannes à tige non montante. Le chapeau est généralement boulonné et peut être facilement retiré lors de l'inspection interne de la vanne. Le siège de soupape et le disque sont faciles à remplacer.

Les vannes d'arrêt sont généralement automatisées à l'aide d'actionneurs pneumatiques à piston ou à membrane, qui agissent directement sur la tige de la vanne pour déplacer le disque en position. Le piston/diaphragme peut être sollicité par ressort pour ouvrir ou fermer la vanne en cas de perte de pression d'air. Un actionneur rotatif électrique est également utilisé.