Le robinet à soupape est utilisé pour couper le débit du fluide et convient pour les cas qui nécessitent un étranglement fréquent. Il est le plus souvent utilisé dans la production chimique.

Le disque et le siège de la soupape sont les pièces d'étanchéité du robinet à soupape. Afin de fermer hermétiquement le robinet, la surface correspondante du disque et du siège du robinet doit être rectifiée, et les matériaux résistants à la corrosion et à l'usure tels que le Stellite 6 et l'acier inoxydable peuvent également être soudés sur la surface d'étanchéité. Le disque de soupape et la tige de soupape du robinet à soupape sont conçus avec une connexion flexible pour faciliter le montage du disque de soupape et de la tige de soupape.

1. Types de robinets à soupape

A. Sur la base du modèle d'alésage

Tout droit robinet à soupape à bride

※ Robinet à soupape à passage droit/à plan de joint/à corps en Z

Les voies d'entrée et de sortie du fluide du robinet à soupape en T sont orientées à 180° dans la même direction. Cette conception présente un faible coefficient d'écoulement et une faible perte de charge. Il s'appuie sur la tige de la vanne pour faire naviguer le disque de la vanne vers la surface d'étanchéité du siège de la vanne, ce qui permet de fermer complètement le débit. Pendant le processus d'ouverture/fermeture, le frottement entre les surfaces d'étanchéité est faible, ce qui minimise l'usure. La hauteur d'étranglement est minimale et les performances du processus sont optimales. Par rapport au robinet-vanne, la structure du robinet à soupape est simple et plus facile à entretenir. C'est le robinet le plus couramment utilisé dans l'industrie.

Robinet à soupape de type Y

         

※ Robinet à soupape de type Y

La tige du robinet et la voie d'écoulement du robinet à soupape de type Y forment un certain angle, et la surface d'étanchéité du siège du robinet et les voies d'écoulement d'entrée et de sortie présentent également un certain angle. Le corps de vanne peut être intégral ou divisé. Le robinet à soupape de type Y à corps divisé utilise deux corps de vanne pour prendre en sandwich le siège de vanne entre eux, ce qui est pratique pour la maintenance. Le robinet à soupape de type Y ne modifie pas le sens de l'écoulement. Il s'agit de la plus petite résistance à l'écoulement parmi les robinets à soupape. La surface d'étanchéité du siège de soupape et du disque peut être soudée avec un alliage dur pour résister à l'érosion et à la corrosion. Il convient parfaitement aux pipelines de production d'alumine, ainsi qu'aux pipelines contenant des boues.

Robinet à soupape angulaire

※ Robinet à soupape d'équerre

Le plus grand avantage de la robinet à soupape d'angle est que la vanne peut être installée à l'angle droit du système de tuyauterie, ce qui permet d'éviter les coudes à 90° et est facile à utiliser. Ce type de vanne est donc particulièrement adapté aux systèmes de production d'ammoniac synthétique et aux systèmes de réfrigération des usines d'engrais chimiques.

     B. Autres types de robinets à soupape

Robinet à soupape à soufflet

※ Robinet à soupape à soufflet

Le robinet à soupape à soufflet est également appelé robinet à soupape à soufflet d'étanchéité. Elle est conçue par soudage automatique au rouleau pour former une barrière métallique entre le fluide et l'atmosphère afin de garantir l'absence de fuite au niveau de la tige de la vanne. Le robinet à soupape à soufflet utilise une structure à soufflet, et l'extrémité inférieure du soufflet en acier inoxydable est soudée à la tige du robinet pour empêcher le fluide de corroder la tige du robinet. L'autre extrémité du soufflet est installée entre le corps de la vanne et le chapeau pour former un joint statique. Une conception à double étanchéité est adoptée. En cas de défaillance du soufflet, la garniture de tige fait office de joint secondaire. Le soufflet est soudé à la tige afin de maintenir des performances stables et d'éviter les vibrations de la tige causées par les vibrations du clapet. Il convient aux fluides qui nécessitent des conditions de vide telles que la vapeur, les fluides inflammables, explosifs, l'huile thermique, la haute pureté, les fluides toxiques et l'atc.

Soupape à piston

※ Robinet à soupape à piston

Ce type de vanne à piston est un joint radial, qui est réalisé par deux bagues d'étanchéité à ressort manchonnées sur le piston poli. Les deux bagues d'étanchéité à ressort sont séparées par un collier, et la charge appliquée au chapeau par l'intermédiaire des boulons d'assemblage du corps de la vanne et du chapeau presse fermement la bague d'étanchéité à ressort autour du plongeur pour assurer l'étanchéité. La combinaison des matériaux de la vanne est l'acier au carbone pour le corps, l'acier inoxydable Cr13 pour le plongeur et le graphite flexible pour la bague d'étanchéité. Elle peut être utilisée pour les conduites d'eau, de vapeur et de pétrole ; si le corps et le plongeur sont en acier inoxydable résistant aux acides, avec une bague d'étanchéité en PTFE, elle convient pour les milieux corrosifs acides et alcalins.

Les avantages du robinet à soupape à piston sont une étanchéité fiable, une longue durée de vie et une maintenance aisée. L'inconvénient est la lenteur de la vitesse d'ouverture/fermeture. Ce type de vanne est largement utilisé dans les systèmes de construction urbaine, les canalisations d'eau et de vapeur dans les systèmes de chauffage urbain.

Soupape à pointeau

※ Robinet à soupape à pointeau

Le robinet à soupape à pointeau est utilisé pour un contrôle précis du débit. Le disque et la tige de la vanne sont généralement intégrés. Il est doté d'une sonde de haute précision en forme d'aiguille adaptée au siège de la vanne. De plus, le pas de filetage de la tige du robinet à soupape à pointeau est plus petit que celui du filetage de la tige du robinet à soupape général. Dans des circonstances normales, la taille de l'orifice du siège du robinet à soupape à pointeau est inférieure à celle du tuyau. Par conséquent, son utilisation est généralement limitée aux pipelines de petit diamètre nominal, principalement utilisés comme robinets d'échantillonnage.

Robinet à soupape à 3 voies

※ Robinet à soupape à trois voies

Le corps du robinet à soupape à trois voies possède trois voies d'écoulement et peut également être conçu pour quatre voies. Le robinet à soupape à trois voies peut remplacer le joint à trois voies et les trois robinets à soupape ordinaires dans la canalisation pour dévier, contourner ou combiner l'écoulement. Le robinet à soupape à trois voies est doté d'une étanchéité haute performance qui prolonge sa durée de vie et prévient les fuites. Il permet donc de réduire les coûts de maintenance.

 

2. Construction d'un robinet à soupape et principes de fonctionnement

Le robinet à soupape est constitué d'un corps de vanne, d'un disque/clapet de vanne, d'un chapeau, d'une tige, etc. Les pièces d'ouverture et de fermeture du robinet à soupape sont des disques en forme de clapet, la surface d'étanchéité est soit plate soit conique, et le disque se déplace linéairement le long de la ligne centrale du fluide. Le type de fonctionnement de la tige comprend le type de levage (la tige du robinet est tournée vers le haut et vers le bas par le volant, le volant restant à son emplacement) et le type de tige rotative et de levage (le volant et la tige du robinet tournent et se déplacent vers le haut et vers le bas ensemble, l'écrou de blocage est positionné sur le corps du robinet).

Le robinet à soupape ne convient qu'aux opérations d'ouverture et de fermeture complètes, et ne convient pas à la régulation et à l'étranglement. Le robinet à soupape est un robinet à étanchéité forcée. Lorsque le robinet est fermé, une pression doit être exercée sur le disque/bouchon pour assurer l'étanchéité. Lorsque le fluide pénètre dans la vanne par le dessous du disque, la résistance que la force de commande doit surmonter est le frottement de la tige de la vanne et de la garniture, ainsi que la force générée par la pression du fluide. Lorsque la force de fermeture de la vanne est supérieure à la force d'ouverture de la vanne, le diamètre de la tige doit être augmenté afin d'éviter que la tige ne se déforme et ne se plie.

Avec l'introduction de robinet à soupape à étanchéité par pressionLe sens d'écoulement du fluide dans le robinet à soupape est modifié vers la cavité du robinet à partir du haut du disque du robinet. Dans ces conditions, la pression du fluide entraîne une diminution de la force de fermeture de la vanne et une augmentation de la force d'ouverture de la vanne, ce qui permet de réduire le diamètre de la tige en conséquence. En même temps, sous l'action du fluide, ce type de vanne est relativement étanche.

 

3. Performance et application du robinet à soupape

      A. Avantages du robinet à soupape

1. Course plus courte (par rapport à un robinet-vanne).
2. Bonne capacité d'obturation, moins de frottement entre les surfaces d'étanchéité et une durée de vie plus longue.
3. Capacité d'étranglement moyenne à bonne.
4. Disponibles en T, en Y et en angle, chacun d'entre eux offre des possibilités uniques.
5. Le robinet peut être utilisé comme robinet d'arrêt lorsque le disque n'est pas fixé à la tige.

     B. Inconvénients du robinet à soupape

1. Taille plus longue et perte de charge plus élevée (par rapport à un robinet-vanne)
2. La structure du robinet à soupape est complexe et sa fabrication et sa maintenance sont difficiles.
3. Nécessite une force plus importante ou un actionneur plus grand pour ouvrir/fermer la vanne (avec une pression sous le siège)
4. Les robinets à soupape ne conviennent généralement pas aux fluides contenant des particules, à haute viscosité et faciles à cokéfier.

4. Application du robinet à soupape

Les robinets à soupape sont souvent utilisés dans les conduites qui doivent être entièrement ouvertes et fermées, et les conduites de vapeur sont le plus souvent utilisées. Le raccordement entre le robinet à soupape et la canalisation peut être de type soudé ou à bride

 

5. Installation et utilisation d'un robinet à soupape

1. Les robinets à soupape à volant peuvent être installés à n'importe quel endroit de la canalisation.
2. Les volants et les mécanismes actionnés ne sont pas autorisés pour le levage.
3. Le sens d'écoulement du fluide doit être conforme au sens de la flèche indiquée sur le corps de la vanne.

6. Guide de sélection des robinets à soupape

1. Les robinets à soupape doivent être utilisés sur des conduites ou des dispositifs contenant des fluides à haute température et à haute pression. Il s'agit notamment des centrales thermiques, des centrales nucléaires, des conduites à haute température et à haute pression dans les systèmes pétrochimiques.
2. Sur les pipelines où la résistance à l'écoulement et la perte de pression ne sont pas un problème.
3. Les robinets à soupape de petite taille peuvent remplacer les robinets à pointeau, les robinets d'instrumentation, les robinets d'échantillonnage, les robinets à manomètre, etc.
4. Convient si la précision de régulation n'est pas une préoccupation et si le diamètre nominal est inférieur à 50 mm.
5. Pour les petits engrais chimiques et les grands engrais chimiques de l'industrie synthétique, il convient d'utiliser des robinets à soupape à angle de haute pression ou des robinets d'étranglement à angle de haute pression avec une pression nominale de 1500LB ou 2500LB.
6. Dans l'atelier de désiliconisation produit par la méthode de l'alumine de Bayer et dans la canalisation facile à cokéfier, le robinet à soupape de type T ou le robinet d'étranglement de type T avec corps déversé avec siège soudé en alliage dur peut être utilisé.
7. Dans les systèmes d'alimentation en eau et de chauffage en milieu urbain, le passage nominal dans les petites canalisations peut être choisi comme vanne à soupape, vanne d'équilibrage ou vanne à soupape à piston, si le passage nominal dans la canalisation est inférieur à 150 mm.

 

7. Problèmes courants et entretien des robinets à soupape

A. La vanne passe.

1. Vérifier si des particules solides telles que des débris ou des dépôts de vapeur dans le fluide ont usé le disque ou le siège de la soupape,
2. Les particules solides sont amorties entre le disque ou le siège de la soupape,
3. La tige et le disque de la soupape ne sont pas bien reliés, de sorte que le disque de la soupape n'est pas en contact étroit avec la déflexion du siège de la soupape,
4. corrosion de la tige ou de l'écrou de la tige, etc.

B. La vanne ne fonctionne pas/ne peut pas être ouverte ou fermée.

1. Vérifier s'il y a des débris entre la tige de la valve et l'écrou de la tige de la valve ou si le contact n'est pas bon.
2. La tige et le disque de la valve sont détachés
3. La tige et l'écrou de la tige de la valve sont corrodés.
4. Le disque de la soupape est soumis à une pression inverse excessive, et la garniture est trop serrée, etc.

 C．Fuite partielle de l'emballage.

Il est principalement dû à la perte de la charge d'emballage ou à l'endommagement de la structure de la feuille de charge. C'est pourquoi il convient d'être attentif aux points suivants pendant le fonctionnement de l'appareil :

1. Les robinets à soupape ne doivent pas être utilisés dans les conduites de liquides où des dépôts ou des cristaux se forment facilement. Même s'ils sont utilisés dans des conduites de vapeur, d'air comprimé, de vide ou de liquides dont le débit doit être régulé, un filtre doit être installé devant le robinet pour s'assurer que le fluide est propre lorsqu'il s'écoule dans le robinet.
2. Lors de la fermeture de la vanne, si l'on constate que le disque de la vanne est bouché, il ne faut pas le fermer violemment pour éviter que le disque de la vanne ne dévie ou que les débris n'endommagent le joint : il faut procéder à plusieurs ouvertures et fermetures rapides pour évacuer les débris. Si les mesures prises sont inefficaces, il convient de les démonter et de les réviser.
3. Lubrifier fréquemment la tige et l'écrou de la tige et nettoyer les débris (en particulier les vannes d'eau et de vapeur), afin d'éviter que la rouille ou les débris ne provoquent une défaillance de la vanne.
4. S'il s'avère que le joint d'étanchéité, la surface de joint ou la garniture est lâche, le joint ou la garniture doivent être remplacés à temps pour éviter d'endommager le disque de la soupape, le siège de la soupape ou diverses surfaces de joint sous l'effet d'un fluide à haute vitesse (tel que la vapeur ou l'air comprimé).
5. Compte tenu des raisons susmentionnées, la vanne de déshydratation de la conduite de vapeur doit être fermée. N'utilisez pas de vapeur pour éviter que la vanne ne gèle et ne se fissure. La connexion entre la vanne et la canalisation doit être aussi courte que possible.
6. Le robinet à soupape modifie l'espace libre de la voie d'écoulement par le soulèvement et l'abaissement du disque. Les voies d'écoulement dans le robinet ne sont pas au même centre horizontal. Lors de l'installation, il convient de faire attention au sens de la flèche sur le corps du robinet (le sens d'écoulement est bas vers l'intérieur et haut vers l'extérieur). Dans le cas contraire, l'écoulement s'effectue par le haut du disque de la soupape, ce qui fait que le disque de la soupape résiste à la pression inverse. Il en résulte que la soupape a du mal à s'ouvrir. Lorsqu'elle est forcée à s'ouvrir, la soupape est endommagée en raison d'une force excessive. Cependant, sur les pipelines à basse pression, de petit diamètre et de courte distance, certains nécessitent deux robinets à soupape consécutifs, dont l'un est installé à l'avant et l'autre à l'arrière. L'avantage de cette configuration est qu'elle facilite le remplacement de la garniture du robinet.
7. Lors du remplacement de la garniture de la soupape, la pression doit être libérée par la sortie. Le desserrage de la bride du presse-étoupe peut entraîner des blessures graves si la vanne est encore sous pression.
8. Pour les robinets à soupape non ascendants, lorsque les robinets sont complètement ouverts, le volant doit être laissé d'un demi-tour afin d'éviter une ouverture et une fermeture accidentelles lors de l'opération suivante, et une force excessive peut endommager le robinet.
9. Le fonctionnement est le même que celui des autres vannes, elles ne peuvent pas être ouvertes et fermées rapidement pour éviter le phénomène de "coup de bélier" dans la canalisation.

 

 

8. Résumé

Le robinet à soupape est principalement utilisé pour couper les flux des pipelines. Par rapport au robinet-vanne, la performance de régulation du robinet à soupape est meilleure, la hauteur d'ouverture est faible, le temps de fermeture est court, la fabrication et la maintenance sont faciles. La surface d'étanchéité n'est pas facile à user et à rayer, les performances d'étanchéité sont bonnes et la durée de vie est longue. La conception de la structure du corps de vanne du robinet à soupape est plus compliquée, par conséquent, la résistance à l'écoulement est importante et la consommation d'énergie est élevée ; il convient aux fluides tels que la vapeur et les produits pétroliers, et il ne convient pas aux fluides à forte viscosité, aux particules, à la cokéfaction et à la précipitation. Les robinets à soupape à moyenne et haute pression et les robinets à soupape de grand diamètre peuvent être utilisés comme structure équilibrée. Le produit étendu du robinet à soupape est le robinet d'étranglement, qui permet de contrôler la pression et le débit du fluide en modifiant le chemin d'écoulement. À l'exception des pièces d'ouverture et de fermeture, qui sont de type à cône profilé, les autres pièces sont identiques aux robinets à soupape.