Qu'est-ce qu'une vanne papillon ?
Il s'agit d'une vanne papillon qui est prise en sandwich entre deux extrémités de tuyau. Les extrémités des tuyaux sont des brides percées de trous. De longs boulons sont utilisés pour entourer le corps de la vanne afin de le maintenir fermement dans sa position. Les boulons traversent tout le corps de la vanne. Les fabricants de vannes papillon à Wafer conçoivent ces vannes avec ou sans trous de bride sur le corps de la vanne. Des joints bien ajustés, tels que des joints d'étanchéité et des joints toriques, sont utilisés entre les vannes et les tuyaux pour améliorer l'étanchéité de la connexion. Les fabricants de vannes papillon à Wafer produisent ces vannes pour un fonctionnement manuel ou automatique. Les types automatiques utilisent des actionneurs pour démarrer ou arrêter tandis que les types manuels utilisent un volant ou un levier. Ces vannes occupent un espace réduit car elles sont de faible longueur. Cette propriété les rend légères et moins coûteuses. En fonction du matériau utilisé pour la fabrication de la vanne et plus particulièrement des composants internes, cette vanne peut être utilisée pour des températures basses à élevées ainsi que pour des milieux corrosifs.
Figure : Vanne papillon de type Wafer.
Composants d'un robinet à papillon
Corps
Le corps est le composant d'un robinet à papillon qui est utilisé pour couvrir les pièces internes. Le corps est généralement constitué de matériaux métalliques résistants tels que le laiton, l'alliage de nickel, l'acier inoxydable et l'acier au carbone. Toutefois, d'autres vannes sont fabriquées en plastique et sont destinées à des applications à basse température et à basse pression.
Volant/actionneur
Le volant est l'élément sur lequel l'opérateur exerce une force pour démarrer et arrêter la vanne en effectuant un quart de tour. Le volant est utilisé dans les vannes manuelles vannes papillon tandis que l'actionneur est utilisé dans les vannes automatiques. L'actionneur est conçu pour fournir le couple nécessaire au démarrage et à l'arrêt de la vanne.
Tige
La tige est l'élément qui relie le volant/levier à main ou l'actionneur au disque du robinet. La tige sert à transmettre au disque le couple appliqué au volant ou à l'actionneur.
Disque
Il s'agit du principal composant d'une plaquette de silicium vanne papillon car il est utilisé pour démarrer et arrêter la circulation des fluides. L'énergie nécessaire à l'ouverture et à la fermeture est fournie par la poignée/l'actionneur à travers la tige.
Siège
Un siège est un composant utilisé pour empêcher les fuites de fluide lorsque la soupape est fermée. Il constitue l'élément sur lequel repose le disque lorsque la soupape se ferme.
Joint d'étanchéité
Ce composant est placé entre les surfaces d'accouplement de la vanne et du tuyau pour empêcher les fuites de fluide.
Figure : Composants d'une vanne papillon à galette.
Comment fonctionne un robinet à papillon ?
Une vanne papillon à galette est classée comme une vanne quart de tour. Cela signifie que la vanne fait tourner le disque de 90o degrés pour s'ouvrir ou se fermer. Les vannes actionnées et les vannes manuelles ont le même principe de fonctionnement. Pour démarrer l'écoulement du fluide, le volant est tourné dans le sens inverse des aiguilles d'une montre sur une distance de 90o degré. Cette rotation de la poignée entraîne la tige et donc le disque dans la même rotation. Ainsi, le disque s'oriente de manière colinéaire à l'écoulement du fluide. La vanne reste donc ouverte pour permettre au fluide de continuer à s'écouler. Pour fermer la vanne, le volant est à nouveau tourné, mais dans le sens des aiguilles d'une montre. Cette rotation force le disque à tourner et à devenir perpendiculaire à la conduite, ce qui bloque complètement l'écoulement à travers la vanne. Les fabricants de vannes papillon à Wafer ont conçu ces vannes à la fois pour la fermeture et l'étranglement. Pour utiliser ces vannes pour l'étranglement, la poignée, et donc le disque, est tournée d'un angle inférieur à un quart de tour afin de permettre un certain niveau d'écoulement du fluide à travers la vanne.
Figure : Fonctionnement d'une vanne papillon à galette.
Types de vannes papillon
Vannes papillon manuelles
Il s'agit d'une vanne papillon à galette qui est actionnée manuellement. Le mécanisme de commande manuelle est le volant ou le levier et l'opérateur de la vanne applique une force pour ouvrir/fermer la vanne. Comparée à la vanne papillon automatique, cette vanne est moins chère. Ce type de vanne convient aux endroits où l'électricité ou une autre source d'énergie n'est pas disponible ou serait coûteuse. Manuel fabricant de vannes papillon conçoivent certaines de ces vannes avec un système d'engrenage. Cette conception a pour but de faire passer le couple de l'axe horizontal à l'axe vertical. Le couple le long de l'axe horizontal provient du volant et il doit changer de direction pour se déplacer verticalement vers le bas jusqu'au disque, d'où l'utilisation du système d'engrenage dans la boîte de vitesses. Le réducteur est placé au-dessus de la tige de la vanne. Bien que les vannes papillon manuelles soient moins chères et plus pratiques à utiliser, elles présentent des risques pour l'opérateur en cas de fuite et de fluides dangereux. De plus, l'opérateur peut se sentir fatigué si un couple important est nécessaire et que la vanne doit être mise en marche et arrêtée fréquemment.
Figure : Vanne papillon manuelle.
Vanne papillon à actionnement électrique
Il s'agit d'une vanne papillon qui fonctionne à l'aide d'un actionneur électrique. Les fabricants de vannes papillon à galette conçoivent l'actionneur avec un système automatisé qui aide à déterminer quand le disque ferme et ouvre le flux de fluide. Ces vannes fonctionnent grâce à l'énergie mécanique. Ainsi, la vanne est conçue avec un moteur électrique qui convertit l'énergie électrique en énergie mécanique en termes de couple. L'actionneur est relié à la tige de la vanne de manière à obtenir le couple nécessaire à la vanne. Les vannes papillon à actionnement électrique peuvent être installées dans toutes les industries car l'électricité est facilement disponible. Cependant, un vanne papillon à commande électrique est plus onéreuse que la valve manuelle. La réparation de la valve est également coûteuse en raison des composants électriques tels que le moteur, dont le remplacement est onéreux. Toutefois, les avantages de cette valve l'emportent largement sur les inconvénients, car elle soulage l'utilisateur de la fatigue, contrairement aux modèles manuels.
Figure : Vanne papillon à actionnement électrique.
Vanne papillon pneumatique
Il s'agit d'une vanne papillon à galette qui fonctionne à l'aide d'un actionneur pneumatique. Un actionneur pneumatique est un actionneur qui convertit l'énergie de l'air comprimé en énergie mécanique nécessaire au fonctionnement de la vanne. Un actionneur pneumatique porte d'autres noms tels que cylindres d'air, cylindres pneumatiques et actionneurs pneumatiques. Les fabricants de vannes papillon à Wafer conçoivent ces vannes de manière à ce qu'elles dépendent de l'air comprimé qui pénètre dans une chambre pour créer une pression. Lorsque la pression dépasse un certain niveau, supérieur à la pression atmosphérique à l'extérieur de la chambre, elle crée une énergie mécanique contrôlée en termes de couple. Ce couple vanne papillon pneumatique est polyvalent car il peut être utilisé dans différentes applications industrielles impliquant des produits corrosifs et alimentaires. L'air comprimé peut être nettoyé avant d'être utilisé pour faire fonctionner la vanne, ce qui permet d'améliorer les niveaux d'hygiène.
Figure : Vanne papillon pneumatique à galette.
Vanne papillon hydraulique
Il s'agit d'une vanne papillon à galette qui fonctionne à l'aide d'un actionneur hydraulique. L'actionneur hydraulique fonctionne à l'aide d'un liquide hydraulique. Cet actionneur permet de transformer l'énergie de pression du liquide hydraulique en énergie cinétique en termes de couple nécessaire pour démarrer et arrêter la vanne. Cette vanne convient pour les applications nécessitant un couple élevé, car elle est plus efficace dans la production du couple en raison des propriétés incompressibles du liquide hydraulique. Toutefois, les fabricants de vannes papillon à galette recommandent d'utiliser cette vanne à basse température car le fluide hydraulique peut être affecté si la température est élevée. De plus, en cas de fuite du liquide hydraulique, il y a une forte contamination, ce qui n'est pas souhaitable dans des industries telles que les aliments et les boissons et les produits pharmaceutiques.
Figure : Vanne papillon hydraulique à galette.
Vanne papillon en plastique
Il s'agit d'une vanne papillon à galette fabriquée en matière plastique. Les fabricants de vannes papillon à guillotine utilisent différentes matières plastiques pour fabriquer ces vannes, notamment le chlorure de polyvinyle et le propylène. Cette vanne est conçue pour être utilisée dans des milieux très corrosifs et à basse température. Les fabricants de vannes papillon à guillotine en plastique recommandent ces vannes pour de telles applications car elles sont beaucoup plus résistantes à la corrosion que les vannes métalliques telles que l'acier inoxydable. Les matériaux plastiques sont également moins chers que les matériaux métalliques. Ainsi, cette vanne est moins chère que les vannes papillon métalliques. La conception employée pour fabriquer cette vanne la rend solide et lui permet de résister à la pression des fluides ainsi qu'à l'impact des chutes d'objets.
Figure : Vanne papillon en plastique.
Applications des robinets à papillon
- Systèmes de protection contre l'incendie.
- Ils sont utilisés dans la fabrication de produits chimiques.
- Traitement des eaux usées municipales et purification de l'eau.
- Systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation (CVC).
- Transformation des aliments et des boissons.
- Raffineries de pétrole.
- Les vannes papillon sont utilisées dans les applications minières.
- Les industries pharmaceutiques, car elles peuvent facilement maintenir des niveaux d'hygiène élevés.
Avantages des robinets à papillon
- Ces vannes peuvent être automatiques ou manuelles.
- Moins cher que les autres vannes papillon.
- L'utilisation d'un quart de tour pour ouvrir et fermer le passage du fluide permet à ces vannes de fonctionner rapidement.
- Conception simple et compacte.
- Ils sont de petite taille et donc légers.
- Leur petite taille permet de réduire l'espace d'installation dans le système de tuyauterie.
- Facile à nettoyer, à installer et à réparer.
- Leur conception les rend polyvalents et donc applicables dans diverses industries.
- Ces vannes peuvent permettre un écoulement bidirectionnel ou unidirectionnel des fluides.
- Ils sont résistants à la corrosion et à l'abrasion.
- Peut être utilisé dans les boues et les applications de boues.
Inconvénients des robinets à papillon
- Les joints sont plus faibles que ceux des autres soupapes, ce qui peut entraîner des fuites en cas de pression élevée.
- Ils contribuent à la perte de charge car le disque reste dans le passage du fluide lorsque la soupape est ouverte.
- Leur conception les rend sujettes à l'étouffement et à la cavitation.
- La fermeture et l'ouverture du disque de la valve sont influencées par les turbulences du fluide.
Dépannage des vannes papillon à galette
La vanne papillon à galette ne se ferme pas complètement
- Matériaux étrangers dans la valve. Ouvrez la valve et retirez les matériaux. Nettoyer les parties internes de la valve.
Le robinet est difficile à actionner
- Présence de corps étrangers dans la valve. Ouvrir la vanne et retirer les éventuels corps étrangers.
- Corrosion dans la valve. Ouvrez la vanne et nettoyez la corrosion. Assurez-vous que la vanne est utilisée avec le bon type de fluide, conformément aux recommandations du fabricant de la vanne papillon.
Fuite de liquide externe
- Garniture usée. Remplacer la garniture.
- Joints toriques usés. Remplacer les joints toriques.
- Pression du fluide élevée. Réduire la pression du fluide à la plage indiquée par le fabricant de la vanne papillon.
- Boulons desserrés. Serrer les boulons.
- Joints usés entre la vanne et le tuyau. Remplacer les joints.
Fuite de liquide interne
- Sièges usés. Remplacer le siège.
- Les joints toriques sont usés. Remplacer les joints toriques.
- La valve est obstruée par des impuretés. Nettoyer la saleté.
Résumé
Une vanne papillon est une vanne qui est installée dans un système de tuyauterie en la serrant entre deux brides du tuyau. Les brides de la tuyauterie sont reliées à l'aide de boulons. Ces boulons relient le corps de la vanne aux brides de la tuyauterie. Les fabricants de vannes papillon conçoivent ces vannes avec des longueurs courtes, ce qui permet aux boulons de passer au-dessus de la vanne.
Cette vanne est classée parmi les vannes quart de tour. Cela signifie que la vanne fonctionne en tournant le disque d'un quart de tour pour démarrer ou arrêter l'écoulement du fluide. Les modèles disponibles de ces vannes fonctionnent à l'aide d'un volant, d'un levier manuel ou d'un actionneur. Ces vannes sont utilisées dans différentes industries. Cependant, pour un meilleur service et une application économique, la vanne doit être utilisée conformément aux instructions données par le fabricant de la vanne papillon à galette.
