La vanne d'arrêt sert principalement à réguler et à interrompre le flux de fluide dans la canalisation. Elle diffère des vannes telles quevannes à boisseau sphériqueLes robinets-vannes sont spécifiquement conçus pour contrôler le débit des fluides et ne se limitent pas à la fermeture. Le nom de robinet d'arrêt s'explique par le fait que l'ancien modèle présente un corps sphérique et peut être divisé en deux hémisphères, séparés par l'équateur, là où l'écoulement change de direction. Les éléments internes du siège de fermeture ne sont généralement pas sphériques (par exemple, les robinets à boisseau sphérique), mais plutôt plans, hémisphériques ou en forme de clapet. Les robinets à soupape limitent davantage le débit du fluide à l'ouverture que les robinets-vannes ou à boisseau sphérique, ce qui entraîne une perte de charge plus importante. Les robinets à soupape ont trois configurations principales de corps, dont certaines permettent de réduire la perte de charge. Pour plus d'informations sur les autres robinets, veuillez consulter notre Guide d'achat.

Conception de la vanne

La vanne d'arrêt est composée de trois parties principales : le corps et le siège, le disque et la tige, la garniture et le chapeau. En fonctionnement, il suffit de tourner la tige filetée à l'aide du volant ou de l'actionneur pour soulever le disque du siège. Le passage du fluide à travers la vanne est en forme de Z, ce qui permet au fluide d'entrer en contact avec la tête du disque. Cette configuration diffère des vannes à guillotine où le fluide est perpendiculaire à la guillotine. Cette configuration est parfois appelée corps de vanne en Z ou en T. L'entrée et la sortie sont alignées.

D'autres configurations incluent les configurations angulaires et en 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 L. Dans une configuration de corps de vanne en Y ou en Y, la tige de vanne pénètre dans le corps à 45°, tandis que l'entrée et la sortie restent alignées, comme dans le mode trois voies. La résistance à l'écoulement de la configuration angulaire est inférieure à celle de la configuration en T, et celle de la configuration en Y est inférieure. 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 soupape est légèrement ouverte, le fluide s'écoule uniformément autour du disque, ce qui favorise la répartition de l'usure sur le siège et le disque. Par conséquent, la soupape fonctionne efficacement lorsque le débit est réduit. Généralement, le sens d'écoulement est dirigé vers la tige de soupape, mais dans un environnement à haute température (vapeur), lorsque le corps de la soupape refroidit et se contracte, le flux s'inverse souvent pour maintenir l'étanchéité du disque. La soupape peut ajuster le sens d'écoulement pour utiliser la pression afin de faciliter la fermeture (écoulement au-dessus du disque) ou l'ouverture (écoulement en dessous du disque), ce qui permet à la soupape de fonctionner en position fermée ou ouverte.

Le disque ou le bouchon d'étanchéité est généralement guidé jusqu'au siège de soupape à travers la cage afin d'assurer un contact optimal, notamment dans les applications haute pression. Certains modèles utilisent un siège de soupape, et le joint côté tige de soupape du disque vient en butée contre le siège de soupape pour relâcher la pression sur la garniture lorsque la soupape est complètement ouverte.

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

application

Vannes d'arrêtIls sont utilisés pour l'arrêt et la régulation des stations d'épuration, 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., où le contrôle du débit de fluide traversant les vannes joue un rôle important.

Le choix du matériau du corps du robinet à soupape est généralement la fonte ou le laiton/bronze pour les applications basse pression, et l'acier au carbone forgé ou l'acier inoxydable pour les applications haute pression et température. Le matériau spécifié du corps de la vanne inclut généralement toutes les pièces sous pression, et le terme « pièces internes » désigne les pièces autres que le corps de la vanne, notamment le siège, le disque et la tige. La taille supérieure est déterminée par la classe de pression ASME, et des boulons standard ou des brides à souder sont nécessaires. Le dimensionnement des robinets à soupape est plus complexe que celui d'autres types de vannes, car la perte de charge à travers la vanne peut être problématique.

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

Les vannes d'arrêt sont généralement automatisées grâce à des actionneurs pneumatiques à piston ou à membrane, qui agissent directement sur la tige de la vanne pour déplacer le disque en position. Le piston/la membrane 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.