Réguler les vibrations des vannes : comment y remédier ?

1. Augmenter la rigidité

Pour les oscillations et les vibrations légères, la rigidité peut être augmentée afin de les éliminer ou de les atténuer. Par exemple, l'utilisation d'un ressort à forte rigidité ou d'un actionneur à piston est envisageable.

2. Augmenter l'amortissement

Augmenter l'amortissement revient à augmenter la friction contre les vibrations. Par exemple, le bouchon d'une vanne à manchon peut être étanchéifié par un joint torique ou un matériau de remplissage en graphite à forte friction, ce qui contribue à éliminer ou à atténuer les vibrations légères.

3. Augmenter la taille du guide et réduire l'espace d'ajustement

La taille guide desoupapes à bouchon d'arbreLe jeu est généralement faible, et le jeu d'ajustement de toutes les soupapes est généralement important, de l'ordre de 0,4 à 1 mm, ce qui favorise la génération de vibrations mécaniques. Par conséquent, en cas de légères vibrations mécaniques, il est possible de les atténuer en augmentant la taille du guide et en réduisant le jeu d'ajustement.

4. Modifier la forme de la manette des gaz pour éliminer la résonance

Parce que la soi-disant source de vibration de lavanne de régulationCe phénomène se produit au niveau de l'orifice du papillon des gaz, où le débit et la pression à grande vitesse changent rapidement ; modifier la forme de l'élément du papillon peut modifier la fréquence de la source de vibration, ce qui est plus facile à résoudre lorsque la résonance n'est pas forte.

La méthode spécifique consiste à faire pivoter la surface courbe du noyau de la soupape de 0,5 à 1,0 mm dans la plage d'ouverture de vibration. Par exemple, unevanne de régulation de pression à commande automatiqueUn appareil est installé près de la zone familiale d'une usine. Le sifflement dû à la résonance perturbe les autres employés. En décalant la surface du noyau de la valve de 0,5 mm, ce sifflement disparaît.

5. Remplacez la pièce de régulation du débit pour éliminer la résonance.

Les méthodes sont :

Modifier les caractéristiques d'écoulement, logarithmiques à linéaires, linéaires à logarithmiques ;

Remplacez le noyau de la soupape. Par exemple, remplacez le type de bouchon d'arbre par un noyau de soupape à rainure en forme de « V », et remplacez le type de bouchon d'arbre d'une soupape à double siège par un type à manchon ;

Remplacez le manchon de la fenêtre par un manchon à petits trous, etc.

Par exemple, une vanne à double siège DN25 d'une usine d'engrais azotés vibrait et se cassait fréquemment au niveau de la jonction entre la tige et le noyau. Après avoir confirmé qu'il s'agissait d'un phénomène de résonance, nous avons remplacé le noyau à caractéristique linéaire par un noyau logarithmique, ce qui a résolu le problème. Autre exemple : une vanne à manchon DN200 utilisée dans un laboratoire d'une école d'aéronautique. Le bec de la vanne tournait fortement et la vanne était inutilisable. Le remplacement du manchon percé d'un orifice par un manchon à petit trou a immédiatement fait disparaître le problème de rotation.

6. Changer le type de vanne de régulation pour éliminer la résonance.

Les fréquences naturelles des soupapes de régulation, selon leur structure, diffèrent intrinsèquement. Changer le type de soupape de régulation est la méthode la plus efficace pour éliminer la résonance.

La résonance d'une soupape est très importante en fonctionnement : elle vibre fortement (dans les cas extrêmes, elle peut être détruite), tourne fortement (voire la tige de soupape se tord ou vibre) et produit un bruit important (jusqu'à plus de 100 décibels). Il suffit de remplacer la soupape par une soupape présentant une différence structurelle plus marquée pour que l'effet soit immédiat et que la forte résonance disparaisse comme par magie.

Par exemple, une vanne à manchon DN200 est choisie pour le nouveau projet d'extension d'une usine de vinylon. Les trois phénomènes suivants se produisent : le tuyau DN300 vibre, le clapet de la vanne tourne, le bruit dépasse 100 décibels et l'ouverture de résonance atteint 20 à 70 %. Compte tenu de cette ouverture de résonance importante, le remplacement de la vanne par une vanne à double siège a permis de résoudre le problème de résonance et de rétablir un fonctionnement normal.

7. Méthode de réduction des vibrations de cavitation

Pour les vibrations de cavitation causées par l'effondrement des bulles de cavitation, il est naturel de chercher des moyens de réduire la cavitation.

L'énergie d'impact générée par l'éclatement des bulles ne s'exerce pas sur la surface solide, notamment sur le noyau de la vanne, mais est absorbée par le liquide. Les vannes à manchon présentent cette caractéristique ; il est donc possible de remplacer le noyau d'une vanne à obturateur par un noyau à manchon.

Prenez toutes les mesures nécessaires pour réduire la cavitation, telles que l'augmentation de la résistance à l'étranglement, l'augmentation de la pression de l'orifice de constriction, la réduction de pression par étapes ou en série, etc.

8. Éviter la méthode d'attaque par ondes de choc à la source de vibrations

Les ondes de choc provenant de sources de vibrations externes provoquent des vibrations de la vanne, ce qui doit évidemment être évité lors du fonctionnement normal de la vanne de régulation. Si de telles vibrations se produisent, des mesures appropriées doivent être prises.


Date de publication : 27 octobre 2023

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