Qu’est-ce qu’une vanne à aiguille ?
Les vannes à aiguille sont des robinets à pointeau dont la tige (queue de soupape) présente une extrémité fine et pointue.
Dans la norme JIS B0100 Glossaire des termes relatifs aux vannes, une vanne à aiguille est définie comme “une vanne avec un clapet en forme d’aiguille pour faciliter le contrôle du débit”. Les robinets à pointeau sont utilisés pour contrôler le débit dans une voie d’écoulement.
Les vannes à aiguille se caractérisent par leur capacité à réguler avec précision le débit, sans parler de leur rôle de vanne d’arrêt permettant d’ouvrir et de fermer complètement la voie d’écoulement. Toutefois, elles sont généralement destinées à des débits relativement faibles.
Utilisations des vannes à aiguille
Les vannes à aiguille sont souvent utilisées dans les applications de vannes de régulation de débit où un réglage précis du débit est nécessaire, en raison de leur capacité supérieure à réguler les débits. Par conséquent, elles sont rarement utilisées en position complètement ouverte, mais sont surtout utilisées en ajustant l’angle d’ouverture de la vanne et en la fixant au débit requis.
Elles sont souvent utilisées pour réguler le débit dans des zones particulièrement petites ou lorsque la plage de régulation du débit est étroite. Les robinets à soupape normaux (et certains robinets à tournant sphérique) peuvent également contrôler le débit, mais ils sont moins précis et il est difficile d’effectuer un réglage fin.
Les vannes à aiguille, en revanche, peuvent assurer un contrôle précis et fin du débit grâce à leur construction interne spécialement conçue pour le contrôle du débit. Par exemple, elles sont utilisées dans l’industrie des semi-conducteurs pour ajuster le volume de purge d’azote, contrôler le débit d’air pour l’ouverture et la fermeture des vannes de vérins pneumatiques et des vannes à membrane, et les vannes d’arrêt pour les fluides des manomètres.
Principe des vannes à aiguille
La structure de la vanne à aiguille se compose d’un corps (boîte à clapets), d’une tige (tige de soupape) et d’une poignée. Le schéma ci-dessus montre une vanne à aiguille à commande manuelle, mais il existe également des vannes à commande électrique et des vannes automatiques à solénoïde.
La principale caractéristique des vannes à aiguille est que, comme leur nom l’indique, le clapet de la vanne est en forme d’aiguille. Les robinets à soupape de construction similaire ont un très gros clapet et sont excellents pour la fermeture, mais pas pour le contrôle du débit.
Dans les vannes à aiguille, lorsqu’on tourne la poignée pour ouvrir la vanne, le clapet de vanne (aiguille) à l’extrémité de la tige se soulève et l’ouverture du canal du côté du siège change peu à peu. Le débit peut donc être réglé facilement et avec précision, car il varie peu à peu.
Les vannes à aiguille peuvent être utilisées comme vannes d’arrêt à des fins de fermeture. Cependant, les vannes à aiguille ne sont pas utilisées pour des applications d’arrêt simples, car la tige de la vanne doit être tournée un certain nombre de fois pour s’ouvrir et se fermer complètement.
Afin d’arrêter complètement et facilement le fluide, une vanne d’arrêt, telle qu’une vanne à soupape ou une vanne à bille, est installée dans le flux d’écoulement pour arrêter le fluide.
Types de vannes à aiguille
Les vannes à aiguille sont disponibles dans les types suivants
- Type ouvert/fermé
Manuelle ou automatique (actionnée électriquement ou par solénoïde) - Méthode de raccordement à la tuyauterie
Filetée (filets coniques Rc, NPT, etc.), à bride, à anneau, etc.
Les vannes à aiguille automatiques sont utilisées lorsque l’ouverture, la fermeture et le réglage du débit doivent être commandés à distance. Un actionneur électrique ou similaire est utilisé pour faire tourner le clapet et la tige afin d’ouvrir et de fermer la vanne.
Certains types utilisent un moteur pas à pas comme moteur d’entraînement, ce qui permet un contrôle précis et fin. Les moteurs pas à pas sont des moteurs qui peuvent contrôler l’angle de rotation au moyen de signaux d’impulsion et sont un type de moteur qui peut garantir une grande précision de positionnement.
Autres informations sur les vannes à aiguille
Matériaux des vannes à aiguille
Les matériaux typiques (parties du corps) utilisés pour les vannes à aiguille sont les suivants :
- Laiton (par exemple JIS H3250 C3771B)
- Acier inoxydable (par exemple JIS B3214 SUSF316, JIS G4305, G4303 SUS304, SUS316L)
Les matériaux en laiton sont destinés à des applications générales et sont souvent utilisés pour des applications à basse pression, sans pression et à faible débit, telles que l’air, l’eau froide et chaude, l’huile, etc. Les matériaux en acier inoxydable sont utilisés, par exemple, dans les conduites de gaz pour le silane et le trifluorure d’azote, qui sont souvent utilisés dans l’industrie des semi-conducteurs.