Les vannes à clapet ont un clapet de forme cylindrique ou conique qui peut être tourné de 90°. Dans les clapets cylindriques, le passage est généralement rectangulaire, tandis que dans les clapets coniques, le passage est trapézoïdal. Ces formes permettent d'alléger la structure du robinet à boisseau conique, mais elles entraînent également une certaine perte de débit. Le robinet à boisseau conique convient le mieux comme organe de coupure et de raccordement et comme by-pass. Mais en fonction de la nature de l'application et de la résistance à l'érosion de la surface d'étanchéité, il peut parfois être utilisé pour l'étranglement.

1. Définition du robinet à boisseau conique

Le robinet à tournant conique est un robinet à ouverture rapide et à passage droit. Comme le mouvement entre les surfaces d'étanchéité a un effet d'essuyage et qu'il peut empêcher tout contact avec le fluide lorsqu'il est complètement ouvert, il peut également être utilisé pour les fluides contenant des particules flottantes. Une autre caractéristique importante du robinet à tournant conique est qu'il peut être conçu pour une canalisation à orifices multiples, un robinet pouvant être conçu pour deux, trois, voire quatre orifices. Cela simplifie la conception du système de tuyauterie, réduit le nombre de vannes et d'accessoires de connexion requis dans le système de tuyauterie.

 

2. Principes de fonctionnement du robinet à boisseau conique

Utiliser un clapet avec un trou traversant comme composant pour l'ouverture et la fermeture. Le clapet tourne avec la tige de la vanne pour réaliser les actions d'ouverture et de fermeture. Le clapet du robinet à tournant conique est généralement un cône (ou un cylindre), qui se combine avec la surface du trou conique du corps du robinet pour former l'étanchéité. Le robinet à boisseau conique est la vanne la plus anciennement utilisée, avec une structure simple, une commutation rapide et une faible résistance aux fluides. Les robinets à tournant conique ordinaires sont scellés par contact direct entre le tournant métallique usiné et le corps du robinet, de sorte que l'étanchéité est médiocre, la force d'ouverture et de fermeture est importante et le robinet s'use facilement.

 

3. Types de robinets à tournant conique

En fonction de l'application, les types de robinets à tournant conique comprennent les robinets à tournant conique à étanchéité souple, les robinets à tournant conique à étanchéité dure lubrifiés à l'huile, les robinets à tournant conique à levage, les robinets à tournant conique à 3 voies et les robinets à tournant conique à 4 voies

A. Robinet à tournant conique à joint souple

Les robinets à tournant conique à étanchéité souple sont souvent utilisés dans des environnements difficiles tels que les milieux corrosifs, hautement toxiques et très dangereux, où les fuites sont strictement interdites et où le matériau du robinet ne contamine pas le milieu. Le corps du robinet peut être fabriqué en acier au carbone, en acier allié ou en acier inoxydable en fonction du fluide utilisé.

Robinet à boisseau conique à joint souple

a. Les matériaux des bagues à faible frottement tels que F4, F46, PVDF, PP, PO, PE peuvent être utilisés en fonction de la température de fonctionnement et du milieu de travail. Le coefficient de frottement de la pièce d'étanchéité est faible pendant toute la durée du processus de travail, ce qui permet au clapet de tourner en douceur et de prolonger sa durée de vie.

b. La conception des orifices d'entrée et de sortie du corps de vanne et la structure de la bague d'étanchéité à double orifice, pendant la rotation du clapet, la pression entre son étanchéité change progressivement jusqu'à ce qu'il atteigne la position complètement ouverte ou complètement fermée, générant une pression d'étanchéité suffisante et atteignant une fuite nulle.

c. La bague d'étanchéité à rainure double permet de stabiliser la bague dans le corps de la vanne, mais aussi d'absorber la légère déformation causée par la différence de température. En même temps, la friction entre la bague et le clapet est forte, et elle a un effet de nettoyage automatique qui prolongera la durée de vie de la vanne.

d. La conception unique du joint à lèvre inversé sur le dessus du clapet, la combinaison d'un diaphragme en matériau d'étanchéité souple et d'un diaphragme métallique et l'équilibre de la pression entre les surfaces d'étanchéité permettront au clapet de tourner en douceur et garantiront l'étanchéité correcte des extrémités d'entrée et de sortie avec la bride de raccordement.

e. Convient aux gaz/liquides à forte érosion. Comme le PVC, l'urée, l'anhydride acétique, l'équipement de production de soude caustique, ou les fuites externes interdites dans les canalisations, comme le HF, le phosgène, etc.

f. Le fluide peut circuler dans les deux sens et la direction d'installation n'est pas limitée. Il permet une maintenance en ligne et est facile à utiliser.

g. La conception unique est sans danger pour l'électricité statique et le feu.

B. Robinet à tournant conique à joint métallique lubrifié à l'huile

Robinet à boisseau conique lubrifié Les robinets à tournant conique peuvent être divisés en robinets à tournant conique à lubrification conventionnelle et en robinets à tournant conique à pression équilibrée. Une graisse spéciale est injectée par le haut du clapet entre le trou du cône et le clapet pour former un film d'huile afin de réduire le couple d'ouverture et de fermeture et d'améliorer les performances d'étanchéité et la durée de vie. La pression de service peut atteindre 420MPa, la température de service maximale peut atteindre 325℃, et le diamètre maximal peut atteindre 24".

Robinet à boisseau conique lubrifié à l'huile

① Robinet à boisseau conique lubrifié à l'huile normale

a. Le robinet à tournant conique normal à étanchéité renforcée, la méthode d'installation du cône de clapet est standard. Afin de réduire le frottement entre le corps de la vanne et la surface d'étanchéité du clapet, l'étanchéité du siège est assurée par de l'huile lubrifiée. L'huile d'étanchéité haute pression est injectée autour du clapet et forme un anneau d'étanchéité haute pression. La couche d'huile entre le corps de vanne et la surface d'étanchéité du cône de clapet confirmera l'étanchéité et facilitera l'opération d'ouverture/fermeture.

b. Afin de réduire davantage le couple d'ouverture et de fermeture du robinet à tournant conique, la méthode consistant à réduire le diamètre du clapet est généralement utilisée, de sorte que le robinet à tournant conique utilise habituellement un orifice d'écoulement rectangulaire. Cette méthode augmente la résistance au fluide du robinet à tournant conique tout en réduisant le couple d'ouverture et de fermeture du robinet à tournant conique.

c. La surface d'étanchéité du cône du bouchon est soudée avec un alliage de stellite ou un durcissement de surface afin d'améliorer la résistance à l'usure et à la corrosion de la surface d'étanchéité et de prolonger la durée de vie.

d. La surface d'étanchéité du cône de clapet est rectifiée pour obtenir une finition miroir, et le rodage avec le siège de la vanne pour former un joint étanche et réduire le couple de fonctionnement.

② Robinet à tournant conique à pression équilibrée

Afin de réduire le couple des robinets à tournant conique à étanchéité dure, on utilise souvent des robinets à tournant conique à pression équilibrée. Outre les caractéristiques des robinets à tournant conique normalement lubrifiés à l'huile, les robinets à tournant conique à pression équilibrée présentent les caractéristiques suivantes.

Vanne à clapet à pression équilibrée

a. La méthode d'installation du cône de clapet du robinet à tournant conique à pression équilibrée est de bas en haut. Un clapet anti-retour se trouve sur la partie supérieure du cône de clapet.

Lorsque la vanne est fermée, en raison de la différence de section du cône du clapet, l'huile d'étanchéité haute pression injectée permet au clapet de recevoir une force de levage vers le haut, ce qui permet d'obtenir une bonne étanchéité.

b. Lorsque la vanne est ouverte, la pression dans la chambre inférieure du corps de vanne est équilibrée avec la pression du fluide dans la canalisation. L'huile d'étanchéité haute pression dans la chambre supérieure pousse le clapet vers le bas, et un léger espace apparaît entre le cône du clapet et la surface d'étanchéité du corps de vanne. Le couple de rotation du clapet est réduit et protège la surface d'étanchéité.

c. Dans des conditions de température élevée, la dilatation thermique du bouchon peut être absorbée par sa montée et sa descente, afin d'éviter que l'étanchéité ne se bloque.

Les robinets à tournant conique à étanchéité dure lubrifiés à l'huile, bien que l'utilisation de la lubrification à l'huile puisse réduire de manière appropriée le couple d'ouverture et de fermeture, peuvent contaminer le fluide. Par conséquent, la sélection du lubrifiant d'étanchéité doit être basée sur les conditions de travail réelles.

C. Clapet de levage

Clapets de levage ont de nombreuses conceptions. Les robinets à tournant conique sont divisés en deux catégories, les joints souples et les joints durs, en fonction du matériau de la surface d'étanchéité. Le principe de base consiste à soulever le clapet lorsqu'il est ouvert, puis à le tourner de 90 degrés pour ouvrir complètement la vanne afin de réduire le frottement avec la surface d'étanchéité du corps de la vanne ; lors de la fermeture de la vanne, il faut tourner le clapet de 90 degrés en position fermée, puis l'abaisser pour assurer l'étanchéité avec la surface du siège du corps de la vanne.

Clapet de levage

① Clapet de levage à double étanchéité

Le robinet à tournant conique à double étanchéité possède une structure d'étanchéité souple. Le clapet est un clapet cylindrique composé de trois plaques, les surfaces d'étanchéité en caoutchouc sont incrustées sur les plaques des deux côtés, et le clapet à coin cylindrique se trouve au milieu.

Lorsque la vanne est ouverte, le mécanisme de transmission soulève le clapet, entraîne les deux côtés de la plaque l'un contre l'autre, puis détache le corps combiné du clapet et la surface d'étanchéité de la vanne. Il entraîne ensuite le clapet dans une rotation de 90 degrés jusqu'à la position d'ouverture complète de la vanne.

Lorsque la vanne est fermée, le mécanisme de transmission fait tourner le clapet combiné de 90° en position fermée, puis pousse le clapet vers le bas. Une fois que les deux plaques latérales sont entrées en contact avec le fond du corps du robinet, celui-ci ne redescend pas. Les extrémités d'entrée et de sortie se déplacent, de sorte que la surface d'étanchéité souple de la plaque latérale entre en contact avec la surface d'étanchéité du corps de vanne et est comprimée pour assurer l'étanchéité.

Le robinet à tournant conique à double étanchéité possède une double fonction de blocage et de purge. Le robinet est équipé d'un dispositif d'équilibrage de la pression pour éviter une augmentation anormale de la pression du système et réduire la résistance au moment de l'ouverture et de la fermeture du robinet. Comme les surfaces métalliques sont en contact l'une avec l'autre après la compression de la bague d'étanchéité, la soupape a une fonction ignifuge. La maintenance de la vanne est très pratique. Sans retirer le corps de la vanne de la canalisation, les deux plaques latérales peuvent être retirées et remplacées en retirant le couvercle d'extrémité au bas du corps de la vanne. Par conséquent, elle est également largement utilisée dans diverses industries telles que le pétrole, le gaz naturel, les mines métallurgiques, l'ingénierie du gaz, les textiles de l'industrie légère, les terminaux de navires, l'alimentation et le traitement environnemental de l'eau pour réguler et ouvrir et fermer les fluides des pipelines.

② Clapet de levage à siège métallique

Les robinets à tournant conique à siège métallique peuvent être étanches des deux côtés de la surface d'étanchéité du siège, l'utilisation du robinet n'est pas limitée par le sens d'écoulement du fluide. Lorsque le robinet à tournant conique à siège métallique est fermé, la surface d'étanchéité du siège de la vanne peut être pressurisée par le volant et la tige. En augmentant la pression d'étanchéité spécifique, le robinet à tournant conique peut avoir une meilleure performance d'étanchéité. La surface d'étanchéité du siège de soupape est convexe, ce qui facilite le nettoyage de la surface d'étanchéité, et la surface d'étanchéité n'est pas susceptible d'accumuler du fluide cristallin ou des particules solides. Il est souvent utilisé dans les applications à haute température dans les usines chimiques. Il existe de nombreux types de robinets à tournant conique à étanchéité métallique, et deux types courants.

a. Principe de fonctionnement du robinet à boisseau conique à volant et poignée : en montant, le robinet à boisseau conique et la vanne s'ouvrent complètement. Lors de la fermeture, il faut d'abord tourner la poignée pour faire pivoter le robinet de 90 degrés jusqu'à la position fermée, puis tourner le volant pour abaisser le robinet afin d'atteindre le joint d'étanchéité.

Lors de l'ouverture et de la fermeture de la vanne, le clapet est séparé du siège de la vanne, de sorte que l'ouverture et la fermeture de la vanne sont très faciles. De plus, la surface d'étanchéité est à l'épreuve des rayures pendant le processus d'ouverture ou de fermeture. La durée de vie de la vanne est donc plus longue. Cependant, le couple d'entraînement de la poignée étant faible, le diamètre nominal du robinet n'est généralement pas élevé. Le robinet à tournant conique à poignée de levage a une structure compacte, un petit volume et une faible résistance aux fluides.

b. Robinet à boisseau conique à entraînement transversal mécanique. Le principe de fonctionnement du robinet à tournant conique à entraînement transversal mécanique est le suivant : lorsque le robinet est ouvert, le dispositif de transmission fait tourner le filetage de la tige de robinet pour faire monter le corps de clapet. Une fois que les surfaces d'étanchéité du clapet et du corps de vanne sont séparées, le clapet est entraîné dans une rotation de 90 degrés jusqu'à ce que la vanne soit complètement ouverte. Lors de la fermeture, le dispositif de transmission fait d'abord tourner le clapet de 90 degrés jusqu'à la position fermée, et le clapet ne tourne plus. Une fois que la force motrice a fait tourner le filetage, le clapet est abaissé et entre en contact avec la surface d'étanchéité du corps de vanne pour assurer l'étanchéité.

Le mécanisme de transmission transversale mécanique peut être connecté à un actionneur pneumatique, un actionneur à moteur électrique, un actionneur hydraulique, etc. pour la commande à distance.

Le robinet à boisseau conique à entraînement transversal mécanique résout le problème du couple d'entrée insuffisant du dispositif d'entraînement et permet au robinet de se développer dans le sens d'un grand diamètre et d'une pression élevée.
Le passage du clapet du robinet à boisseau de levage à entraînement transversal mécanique est identique au diamètre de l'oléoduc, et la résistance du fluide est faible, ce qui est pratique pour le raclage. Le développement des oléoducs et gazoducs à longue distance est de plus en plus important.

D. Trois voies et vanne à clapet à quatre voies

Les robinets à tournant conique à trois et quatre voies conviennent aux tuyauteries complexes, où le sens d'écoulement du fluide est modifié ou le fluide est réparti. Selon les exigences des conditions de travail, vous pouvez choisir une douille à joint souple ou un robinet à boisseau conique à joint souple et à joint dur.

 

4. Norme de conception des robinets à tournant conique

Non	Type	Norme de conception
1	Robinet à boisseau conique à joint souple	BS 5353
2	Robinet à boisseau conique à 3 voies	JIS B2191/ MSS-SP-78/ BS 5158
3	Robinet à boisseau conique lubrifié	API 6D/ API 599
4	Valve à clapet d'équilibrage de pression	API 6D

5

Clapet de levage

ASME B16.34

 

5. Avantages du robinet à boisseau conique

1) Pour les opérations fréquentes, ouverture et fermeture rapides et légères

2) Faible résistance à l'écoulement

3) Conception simple, dimensions réduites, légèreté et facilité d'entretien

4) Étanchéité

5) Pas de limitation de la direction du flux

6) Pas de vibration et peu de bruit

 

6. Application du robinet à boisseau conique

Les robinets à tournant conique sont largement utilisés dans les champs pétrolifères, les mines de gaz, les équipements de transport et de raffinage, mais aussi dans l'industrie pétrochimique, l'industrie chimique, le gaz de charbon, le gaz naturel, le gaz de pétrole liquéfié, l'industrie HVAC et l'industrie en général.

 

 

7. Guide d'installation du robinet à boisseau conique

Lors de l'installation du robinet à boisseau conique, il convient de respecter les quatre points suivants afin d'éviter d'endommager le robinet à boisseau conique et d'assurer son fonctionnement optimal :

1） S'assurer que la vanne est ouverte. Chauffez d'abord la canalisation et transférez autant de chaleur que possible de la canalisation vers le robinet. Évitez de prolonger le temps de chauffage du robinet à boisseau sphérique lui-même.

2） Utiliser une gaze ou une brosse métallique pour enlever le tuyau et les pièces coupantes afin de faire briller la surface métallique. L'utilisation de la laine d'acier n'est pas recommandée.

3） Coupez d'abord le tuyau dans le sens vertical, coupez et éliminez les bavures, puis mesurez le diamètre du tuyau.

4） Appliquer le flux à l'extérieur du tuyau et à l'intérieur du bouclier de soudage. Le flux doit recouvrir entièrement la surface de soudage. Utilisez le flux avec parcimonie.

 

8. Guide de sélection du robinet à boisseau conique

En fonction des caractéristiques structurelles et des fonctions, le robinet à boisseau conique peut être sélectionné selon les principes suivants

1） Si l'application est de distribuer le fluide et de changer la direction d'écoulement du fluide, sa température de travail n'est pas supérieure à 300℃, la pression nominale PN≤1,6MPa, le diamètre nominal n'est pas supérieur à 300mm, il est recommandé de choisir une vanne à clapet multicanal.

2）Pour les équipements et les tuyauteries des entreprises alimentaires telles que les usines de lait, de jus, de bière et les usines pharmaceutiques, il est recommandé d'utiliser des robinets à tournant conique en acier inoxydable austénitique, de type étanche.

3）Dans les mines de pétrole, les mines de gaz naturel, les oléoducs et gazoducs, les équipements de raffinage et de nettoyage, le niveau de pression nominal n'est pas supérieur à la classe 300 et le diamètre nominal n'est pas supérieur à 300 mm. Il est recommandé d'utiliser des robinets à tournant conique étanches à l'huile.

4）Dans les mines de pétrole, les mines de gaz naturel, les canalisations de transport, les équipements de raffinage et de nettoyage, le niveau de pression nominale n'est pas supérieur à la classe 1500, le diamètre nominal n'est pas supérieur à 900 mm, et la température de fonctionnement n'est pas supérieure à 340℃. Il est recommandé d'utiliser des robinets à tournant conique étanches à l'huile.

5）Dans la grande industrie chimique, les canalisations et les équipements contenant des fluides corrosifs nécessitent des vitesses d'ouverture ou de fermeture rapides. Pour les fluides à base d'acide nitrique, on peut utiliser un robinet à tournant conique à étanchéité par manchon en Téflon ; pour les fluides à base d'acide acétique, on peut choisir le robinet à tournant conique à étanchéité par manchon en PTFE Crl8Nil 2M02Ti en acier inoxydable incrusté.

6）Dans l'équipement de neutralisation des canalisations de gaz, de gaz naturel, de système HVAC, le diamètre nominal ne dépasse pas 200 nm, et il convient d'utiliser un robinet à tournant conique à garniture étanche.

 

La fin :

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