Qu’est-ce qu’une vanne d’arrêt ?
Les vannes d’arrêt sont des vannes principalement destinées à fermer une voie d’écoulement.
Le terme “vanne d’arrêt” ne désigne pas les vannes par leur construction, leur type ou leur forme, mais par leur utilisation, en particulier les vannes utilisées pour “faire couler” ou “arrêter” les fluides par l’ouverture ou la fermeture de la vanne. Elles sont utilisées dans divers domaines, tels que les canaux d’eau industriels et domestiques, et sont parfois appelées “vannes d’arrêt”, “vannes d’embolisation” ou “vannes d’arrêt”.
Outre la fermeture et l’ouverture, les vannes de régulation de débit et de pression, dont l’objectif est de réguler le débit et la pression, constituent d’autres utilisations.
Utilisations des vannes d’arrêt
Les vannes d’arrêt sont utilisées dans les systèmes de tuyauterie, les processus, les conduites d’eau et de gaz pour fermer et ouvrir les canaux d’écoulement. Comme par exemple :
- Fermeture temporaire des fluides et isolation partielle dans les processus.
- Fermeture des fluides pendant l’entretien ou les réparations.
Ils sont utilisés en particulier lorsque les fermetures et les ouvertures doivent être maintenues pendant de longues périodes, ou lorsqu’elles sont ouvertes ou fermées en permanence. Elles sont très polyvalentes et sont utilisées dans tous les domaines de l’industrie, depuis les systèmes de tuyauterie et les processus dans les usines et l’industrie pétrolière et gazière jusqu’aux conduites d’eau potable, de gaz, de chauffage et d’arrosage.
Principe des vannes d’arrêt
Les vannes d’arrêt ont différents mécanismes et fonctions, notamment :
1. Mécanisme d’arrêt
Le mécanisme d’arrêt d’une vanne d’arrêt est tel que lorsque la poignée ou l’actionneur est actionné, le clapet de la vanne est verrouillé pour fermer ou ouvrir la voie d’écoulement. Il existe deux principaux types de fonctionnement :
- Action rotative
Le disque, le clapet ou la bille du clapet de vanne tourne pour ouvrir ou fermer la vanne. - Action linéaire
Le disque du clapet se déplace de haut en bas pour ouvrir ou fermer la vanne.
2. Régulation du débit
De nombreuses vannes d’arrêt ne conviennent pas à la régulation précise du débit des fluides et ne sont donc pas souvent utilisées à cette fin. Cependant, elles peuvent être utilisées lorsque plusieurs vannes d’arrêt sont installées dans un système de tuyauterie complet et que certaines vannes d’arrêt sont ouvertes et fermées pour réguler le débit de l’ensemble du système.
3. Perte de charge et performance d’arrêt
Les vannes d’arrêt sont utilisées pour la fermeture ou l’ouverture pendant de longues périodes de temps et ont donc les exigences suivantes :
- Construction adaptée à de longues durées d’ouverture et à une ouverture constante, avec une faible perte de charge.
- Temps de fermeture long, adapté à une fermeture constante, à des performances d’arrêt élevées et à l’absence de fuites.
- Pendant les opérations d’ouverture et de fermeture, le clapet de vanne fonctionne en douceur et avec une faible résistance au frottement.
Types de vannes d’arrêt
Il existe plusieurs types de vannes d’arrêt en fonction de leur mécanisme et de leur construction, et la sélection optimale se fait en fonction de la procédure/fréquence de fonctionnement et du type de fluide. Les types de méthodes de fonctionnement comprennent les vannes d’arrêt manuelles et les vannes d’arrêt automatiques qui sont actionnées automatiquement par une commande à distance.
1. Robinet à soupape
Mécanisme
Les robinets à soupape sont dotés d’un mécanisme d’arrêt linéaire, le clapet se déplaçant de haut en bas pour fermer ou ouvrir la voie d’écoulement.
Forme
Le corps d’un robinet à soupape est sphérique, la voie d’écoulement à l’intérieur du corps est incurvée et l’entrée et la sortie sont sur le même axe. En raison de leur forme sphérique, ils sont également appelés robinets à soupape.
Fonction
Les robinets à soupape sont utilisés pour le réglage du débit ainsi que pour les utilisations tout ou rien. La dimension de l’espace entre le clapet et le siège peut être modifiée finement par la rotation de la poignée, ce qui permet un réglage précis du débit.
Cependant, la perte de charge élevée constitue un inconvénient. Si la perte de pression doit être réduite, on utilise des robinets-vannes, des robinets à bille et des robinets à papillon. Comme les opérations d’ouverture et de fermeture ne peuvent être effectuées rapidement, ils sont principalement utilisés comme vannes normalement ouvertes et normalement fermées.
2. Robinets-vannes
Mécanisme
Les robinets-vannes sont dotés d’un mécanisme d’arrêt linéaire avec un clapet (vanne ou coin) qui se déplace de haut en bas pour fermer ou ouvrir la voie d’écoulement.
Forme
La voie d’écoulement dans la boîte à vannes d’un robinet-vanne est presque droite, avec l’entrée et la sortie sur le même axe.
Fonction
Les robinets d’arrêt sont utilisés pour les utilisations tout ou rien, où le robinet est complètement fermé ou ouvert. En raison de la trajectoire rectiligne du flux, ils se caractérisent par une perte de charge extrêmement faible lorsqu’ils sont complètement ouverts.
3. Vanne à bille
Mécanisme
Les robinets à tournant sphérique sont dotés d’un mécanisme d’arrêt rotatif avec un clapet sphérique perforé (bille) qui tourne pour fermer ou ouvrir la voie d’écoulement.
Forme
Dans les robinets à tournant sphérique, la trajectoire de l’écoulement dans le corps du robinet est presque rectiligne, l’entrée et la sortie se trouvant sur le même axe. L’écoulement se produit lorsque le trou au centre du clapet est aligné sur la trajectoire de l’écoulement dans le boîtier de la vanne.
Fonction
Les robinets à tournant sphérique peuvent être ouverts et fermés rapidement. Ils sont principalement utilisés pour des utilisations tout ou rien, mais certains peuvent également être utilisés pour des utilisations de contrôle du débit. Lorsqu’il est complètement ouvert, le clapet de la vanne ne reste pas dans la voie d’écoulement, ce qui entraîne une faible perte de charge.
4. Robinet à papillon
Mécanisme
Les vannes papillon sont dotées d’un mécanisme de fermeture rotatif avec un clapet en deux parties qui tourne pour fermer ou ouvrir la voie d’écoulement. La forme et l’action du clapet ressemblent aux ailes d’un papillon, d’où le nom de vanne papillon.
Forme
La boîte à vannes d’une vanne papillon est soit en forme de disque, soit rectangulaire. La trajectoire du flux dans la boîte à clapets est presque droite et l’entrée et la sortie sont sur le même axe.
Fonction
Les vannes papillon peuvent être ouvertes et fermées rapidement et conviennent aux petits et grands diamètres. Elles sont principalement utilisées pour des utilisations tout ou rien, mais le débit peut être ajusté par l’angle de rotation du clapet.
Bien que le clapet reste dans la voie d’écoulement lorsqu’il est complètement ouvert, la perte de pression est relativement faible.
5. Robinet à tournant conique
Mécanisme
Un robinet à tournant conique est un mécanisme d’arrêt rotatif dans lequel un bouchon cylindrique percé d’un trou tourne pour fermer ou ouvrir la voie d’écoulement.
Forme
Dans les robinets à tournant conique, la voie d’écoulement dans le corps du robinet est presque droite et l’entrée et la sortie sont sur le même axe. L’écoulement se produit lorsque l’orifice au centre du clapet est aligné sur la trajectoire de l’écoulement dans la boîte à clapets.
Fonction
Les robinets à tournant conique peuvent être ouverts et fermés rapidement et sont principalement utilisés pour les utilisations tout ou rien. Lorsqu’ils sont complètement ouverts, le clapet ne reste pas dans la voie d’écoulement et la perte de charge est faible.
6. Vanne à membrane
Mécanisme
Les vannes à membrane ont un mécanisme d’arrêt linéaire dans lequel le clapet (membrane) se déforme de haut en bas pour fermer ou ouvrir la voie d’écoulement.
Forme
Dans les robinets à membrane, la voie d’écoulement dans le corps du robinet est légèrement incurvée et l’entrée et la sortie sont sur le même axe. Le flux est bloqué lorsque le clapet est en contact avec le siège et s’écoule lorsqu’il est ouvert.
Fonction
Les vannes à membrane sont utilisées pour les utilisations tout ou rien ainsi que pour les utilisations de contrôle de débit à des ouvertures intermédiaires. Elles sont compatibles avec les fluides corrosifs ainsi que abrasifs et sont utilisées dans les industries pharmaceutiques, alimentaires et chimiques.