Applications des vannes à pointeau

Figure 1 : Vannes à pointeau installées dans une station de traitement du pétrole

Les vannes à pointeau sont utilisées pour un contrôle précis des fluides dans les applications à faible débit. Elles sont dotées de tiges filetées avec des extrémités coniques, permettant des changements infimes dans le débit du fluide. Les vannes à pointeau sont largement utilisées dans la gestion de l'eau, les installations de laboratoire, et les industries du pétrole, du gaz et de la chimie.

• Acier inoxydable : Utilisé dans le traitement chimique, les systèmes d'échantillonnage de pétrole et de carburant, et la manipulation de milieux corrosifs. Ils sont durables et résistants aux hautes températures (jusqu'à 200 °C/392 °F) et pressions (jusqu'à 300 bar/4351 psi).
• Laiton : Idéal pour l'eau potable et les liquides non réactifs et non corrosifs. Ils fonctionnent jusqu'à 100 bar (1450 psi) et 110 °C (230 °F).

Applications

• Opérations d'échantillonnage
• Instrumentation et systèmes de contrôle
• Industries chimiques et pétrochimiques
• Gestion de l'eau
• Industries du pétrole, du gaz et des carburants
• Vannes à pointeau pour purgeurs de vapeur
• Régulation de la pression avec des vannes à pointeau

Opérations d'échantillonnage

Figure 2 : Vannes à pointeau pour les opérations d'échantillonnage : Corps à connexion rapide (A), vanne à pointeau d'entrée (B), cylindre d'échantillonnage (C), tube d'expansion (D), vanne à pointeau de sortie (E), et tige à connexion rapide (F)

Les vannes à pointeau sont utilisées pour contrôler précisément le débit de fluide dans les systèmes d'échantillonnage (Figure 2). Utilisez des vannes à pointeau en acier inoxydable avec des joints en PTFE pour les systèmes d'échantillonnage manipulant des produits chimiques, des solvants ou des fluides de haute pureté. Le PTFE offre une excellente résistance chimique, empêchant la contamination de l'échantillon pendant le transport.

1. Un corps à connexion rapide (A) connecte le système à la source de fluide. Le système a deux vannes à pointeau : une à l'entrée (B) et l'autre à la sortie (E).
2. La vanne à pointeau d'entrée s'ouvre pour permettre au fluide de s'écouler dans le cylindre d'échantillonnage (C). La vanne à pointeau garantit que l'échantillon est collecté à un débit contrôlé pour éviter le sur-remplissage.
3. Après avoir collecté l'échantillon, les deux vannes à pointeau sont fermées pour sceller le cylindre. Cela sécurise l'échantillon, empêchant la contamination ou les fuites pendant le stockage et le transport.
4. La vanne à pointeau du côté de la sortie est ouverte pour laisser le fluide s'écouler hors du cylindre d'échantillonnage.
5. Le contrôle du débit de décharge à l'aide de la vanne à pointeau est essentiel, surtout si le système récepteur nécessite un débit spécifique pour l'analyse ou le traitement.

Lisez notre article de présentation des vannes à pointeau pour plus d'informations sur la conception, le fonctionnement et les caractéristiques communes des vannes à pointeau.

Instrumentation et systèmes de contrôle

Les vannes à pointeau permettent un débit progressif vers les manomètres, les interrupteurs ou les débitmètres, protégeant les équipements sensibles des pics de pression. Elles aident à maintenir un débit faible, constant et calibré lorsque nécessaire. Les vannes à pointeau sont installées en amont de ces équipements, permettant une isolation sûre pendant la maintenance et la réparation. Choisissez des vannes à pointeau en acier inoxydable avec des joints en PTFE lorsqu'elles sont utilisées avec une instrumentation à gaz ou hydraulique pour résister à la corrosion et maintenir un contrôle stable sous pression. Pour un service général d'air ou d'eau, le laiton avec des joints en NBR est adéquat.

Figure 3 : Vanne à pointeau fixée à un manomètre

Industries chimiques et pétrochimiques

Les vannes à pointeau contrôlent le débit de produits chimiques corrosifs et dangereux à faible viscosité.

• Dosage précis et mesure des fluides : Les vannes à pointeau fournissent un contrôle exact des débits, ce qui est essentiel pour un dosage et un mélange chimique précis. Elles sont également cruciales pour ajouter de petites quantités de catalyseurs ou d'additifs.
• Sécurité et intégrité du système : Ces vannes permettent une fermeture complète, empêchant les fuites et les déversements de produits chimiques dangereux.
• Applications de laboratoire et d'analyse : Les vannes à pointeau assurent un débit chimique précis et permettent un échantillonnage exact dans les expériences de laboratoire.
• Purge, rinçage et préparation du système : Les vannes à pointeau contrôlent le débit des gaz de purge ou des fluides de nettoyage. Celles-ci sont essentielles pour éliminer les contaminants et préparer les systèmes à leur fonctionnement.

Sélectionnez l'acier inoxydable avec des joints en PTFE pour manipuler des produits chimiques corrosifs, à faible viscosité ou dangereux. Le PTFE maintient la stabilité chimique et assure une mesure précise même à des températures élevées.

Gestion de l'eau

Les vannes à pointeau pour l'eau gèrent la pression et les débits d'eau dans les barrages, les réservoirs, les centrales électriques et les systèmes de distribution d'eau.

• Contrôle du niveau d'eau : Les vannes à pointeau sont utilisées comme sorties de fond dans les systèmes de barrages et de réservoirs pour gérer les niveaux d'eau. Elles maintiennent la stabilité du système, même en cas de fortes pluies.
• Rétrolavage et nettoyage : Les vannes à pointeau contrôlent le débit d'eau dans les cycles de rétrolavage et de nettoyage. Cela aide à éliminer les débris et à maintenir le bon fonctionnement du système.
• Contrôle des produits chimiques et de la filtration : Les vannes à pointeau gèrent le débit des produits chimiques et les processus de filtration dans les systèmes d'eau municipaux et industriels.
• Traitement de l'eau et dessalement : Ces vannes sont cruciales pour un traitement de l'eau et un dessalement efficaces. Elles sont impliquées dans le dosage chimique, le contrôle du pH et la régulation du débit dans les pipelines et les systèmes de traitement.
• Usines de traitement de l'eau : Les vannes à pointeau régulent le débit des produits chimiques utilisés pour la purification de l'eau.

Utilisez du laiton avec des joints en NBR pour les systèmes d'eau propre ou non corrosive tels que l'irrigation ou le rétrolavage. Pour le dosage chimique, le dessalement ou l'eau chlorée, choisissez l'acier inoxydable avec des joints en PTFE pour la résistance à la corrosion.

Exemple : Vanne à pointeau dans un système d'OI

Les vannes à pointeau sont largement utilisées dans la purification de l'eau, le dessalement et les processus de séparation industriels.

• Un système d'osmose inverse (OI) purifie l'eau en utilisant une pompe (B) pour pressuriser l'eau du réservoir d'alimentation (A).
• Il force l'eau à travers une membrane semi-perméable dans le module d'enroulement en spirale d'OI (D).
• La membrane ne laisse passer que les molécules d'eau. Cela sépare l'eau propre (E) des impuretés (C).
• La vanne à pointeau (G) ajuste la pression et le débit sortant de la membrane, assurant une performance de filtration optimale.

Figure 4 : Vanne à pointeau utilisée dans un système d'OI : Réservoir d'alimentation (A), pompe (B), concentrat (C), module d'enroulement en spirale d'OI (D), perméat (E), manomètre (F), et vanne à pointeau (G).

Industries du pétrole, du gaz et des carburants

Les vannes à pointeau régulent le débit de liquides, comme l'essence, à travers les tuyaux et les flexibles qui se connectent à des pièces mécaniques comme les pompes et les moteurs. De plus, elles peuvent contrôler le débit de différents gaz, tels que l'air ou le gaz naturel, lorsqu'ils se déplacent d'une zone d'une usine industrielle à une autre. Dans les systèmes de contrôle pneumatiques, les vannes à pointeau à air régulent le débit de fluide vers les actionneurs et les cylindres, réduisant l'usure. Ces vannes surveillent et ajustent le débit de gaz, comme le propane, permettant un contrôle précis des débits.

Sélectionnez l'acier inoxydable avec des joints en PTFE pour les gaz d'hydrocarbures, les carburants ou les lubrifiants, assurant une résistance chimique et une fermeture étanche. Le laiton avec des joints en NBR convient aux systèmes d'air ou de diesel non corrosifs et à basse pression.

Exemple : Vanne à pointeau pour un système de carburant

La Figure 5 montre comment un moteur diesel fonctionne en utilisant à la fois du diesel et du méthane. L'objectif principal du système est de réduire les émissions et les coûts de carburant. Ceci est réalisé en remplaçant une partie du diesel par du méthane, un carburant à combustion plus propre.

1. Alimentation et régulation du carburant : Le moteur reçoit du diesel d'un réservoir de diesel traditionnel et du méthane d'un réservoir séparé.
2. Vanne à pointeau : La vanne à pointeau (D) contrôle le débit de méthane dans le système. Elle permet des ajustements fins pour garantir que la bonne quantité de méthane est mélangée à l'air avant d'entrer dans le moteur.
3. Mesure du débit : Le débitmètre (C) mesure le débit de méthane pour surveiller et ajuster précisément le mélange de carburant.
4. Combustion : Le méthane est mélangé à l'air dans l'anneau de mélange de gaz (A) avant d'entrer dans le moteur (B). Le diesel sert de carburant pilote pour enflammer le mélange.

Figure 5 : Vanne à pointeau pour un système bi-carburant : anneau de mélange de gaz (A), moteur diesel (B), débitmètre (C), vanne à pointeau (D), mesure volumétrique du carburant (E), régulateur à deux étages pour le méthane (F)

Vannes à pointeau pour purgeurs de vapeur

Figure 6 : Purgeur de vapeur utilisé pour évacuer le condensat d'une canalisation

Un purgeur de vapeur évacue le condensat de la vapeur. Parfois, la vapeur peut fermer prématurément la vanne du purgeur, bloquant l'évacuation du condensat et provoquant des chutes de température inattendues.

Une ligne de dérivation externe peut être installée pour résoudre ce problème (Figure 7).

1. Flux de vapeur : La vapeur (A) est initialement bloquée par le purgeur de vapeur. La vapeur s'écoule ensuite à travers une ligne de dérivation.
2. Vanne à pointeau : Une vanne à pointeau dans la ligne de dérivation permet à une partie de la vapeur de passer
   1. La vanne à pointeau est réglée pour laisser passer la vapeur moins dense. Le condensat liquide plus dense (B) est dirigé vers le purgeur de vapeur.
3. Drainage du condensat : Le condensat est évacué à travers le purgeur de vapeur.
4. Fonction de ventilation : Si le purgeur de vapeur dispose d'une fonction de ventilation, une vanne à pointeau interne peut libérer toute vapeur piégée.

Utilisez de l'acier inoxydable avec des joints en PTFE pour les services à haute température et de condensat. L'acier inoxydable résiste aux cycles thermiques, tandis que le PTFE assure une étanchéité parfaite sous une pression fluctuante.

Figure 7 : Vanne à pointeau (en haut) utilisée pour dériver la vapeur (A) du purgeur de vapeur (en bas). Le purgeur de vapeur laisse passer le condensat (B).

Régulation de la pression avec des vannes à pointeau

Le débit change lorsque la pression appliquée à une vanne varie. Un régulateur de pression (Figure 8, repère A) est souvent installé avant la vanne à pointeau (Figure 8, repère D) pour maintenir une pression stable et un débit constant. Cela permet à la vanne à pointeau de fournir des débits constants indépendamment des variations de la pression d'alimentation.

Figure 8 : Contrôle du débit avec une vanne à pointeau : régulateur de pression (A), manomètre (B), pression constante (C), vanne à pointeau (D), débit constant (E), et charge (F).

FAQ

Quelle est la fonction principale d'une vanne à pointeau dans un système de fluides ?

La fonction principale d'une vanne à pointeau est de permettre un contrôle précis et un ajustement progressif du débit de fluide.

À quoi sert une vanne à pointeau haute pression ?

Une vanne à pointeau régule et contrôle précisément le débit de fluide dans des environnements à haute pression. Elles sont utilisées dans les systèmes hydrauliques, les oléoducs et gazoducs, et le traitement chimique.