Guide de sélection pour les robinets à boisseau sphérique

Un robinet à boisseau sphérique est un distributeur de mise en circuit qui utilise une boule rotative avec un alésage pour contrôler le débit d'un liquide ou d'un gaz. La boule rotative est tournée d'un quart de tour (90°) autour de son axe pour permettre ou bloquer le débit à travers le robinet. Les robinets à boisseau sphérique sont préférés pour leur durée de vie plus longue et leur propriété d'étanchéité fiable. La large gamme de types de fonctionnement, de types de raccordement, de fonctions de circuit, de matériaux de boîtier et d'autres critères rend le processus de sélection des robinets complexe. Cet article guide à travers ce processus pour le rendre plus facile pour nos lecteurs.

Table des matières

• Types de fonctionnement
• Types et tailles de raccordement
• Joint
• Matériau du boîtier
• Pression
• Température
• Homologations et normes
• Coefficient de débit (Kv)
• Fonctions de circuit
• Exemple d'application
• FAQ

Types de fonctionnement

Les robinets à boisseau sphérique peuvent être actionnés manuellement (Figure 2 gauche), électriquement (Figure 2 centre) ou pneumatiquement (Figure 2 droite), chacun avec ses avantages et inconvénients.

Le fonctionnement automatique implique de choisir entre des robinets à boisseau sphérique électriques ou pneumatiques. Cette décision dépend généralement de la disponibilité de l'électricité ou de l'air comprimé sur le site d'installation et des exigences de couple, car les robinets à boisseau sphérique pneumatiques offrent un couple plus élevé et conviennent donc aux robinets plus grands. Bien que les robinets à boisseau sphérique électriques aient un coût initial plus élevé, ils ont tendance à avoir des coûts d'exploitation plus faibles que les robinets à boisseau sphérique pneumatiques.

Les robinets à boisseau sphérique manuels sont idéaux pour les situations avec un budget limité, l'absence d'électricité ou d'air comprimé, ou lorsque l'automatisation n'est pas nécessaire. Cependant, ils ne sont pas recommandés si le robinet nécessite un fonctionnement fréquent ou si le système nécessite une automatisation.

Lisez notre article sur les robinets à boisseau sphérique électriques vs pneumatiques pour une analyse plus approfondie.

Types et tailles de raccordement

Il existe différentes tailles et types de raccordements pour les robinets à boisseau sphérique pour les connecter à un système. Les plus courants sont :

• Robinet à boisseau sphérique standard/fileté : Les raccords filetés (Figure 3 en haut à gauche) sont le type de raccordement le plus courant utilisé dans diverses applications de température et de pression.
• Robinet à boisseau sphérique à bride : Les raccords à bride (Figure 3 en bas à gauche) relient l'orifice au système de tuyauterie. Ces robinets sont souvent utilisés sur des tuyaux de plus grande taille. Le choix d'un robinet à boisseau sphérique à bride nécessite de prendre en compte les pressions nominales et la classe de compression de la bride, qui indique la pression maximale qu'elle peut supporter.
• Robinet à boisseau sphérique à raccord double union : Les raccords double union (Figure 3 en haut au centre) ont un manchon à coller à chaque orifice. La partie centrale du robinet peut être facilement démontée et retirée lorsque le robinet est installé. Cela convient pour une réparation et un entretien rapides dans le système de flux.
• Robinet à boisseau sphérique à bague de compression : Les raccords à bague de compression (Figure 3 en haut à droite) se connectent au système de tuyauterie en comprimant une bague sur le tuyau, créant un joint étanche. Ce type est souvent utilisé pour les tuyaux de plus petit diamètre et convient aux systèmes nécessitant un démontage et un remontage.
• Robinet à boisseau sphérique à bague coupante : Les raccords à bague coupante impliquent une bague métallique qui coupe le tuyau lorsqu'elle est serrée, créant un joint sûr et étanche. Ce raccord est couramment utilisé dans les systèmes hydrauliques car il est fiable dans des conditions de haute pression.
• Robinet à boisseau sphérique à raccord de tuyau : Les raccords de tuyau (Figure 3 en bas à droite) sont conçus pour les fixations de tuyaux flexibles, avec une extrémité cannelée (pilier) qui permet de glisser un tuyau par-dessus et de le fixer avec un collier. Généralement utilisé dans les applications à basse pression et les systèmes où la flexibilité est requise.
• Robinet à boisseau sphérique à manchon à coller : Les raccords à manchon à coller impliquent l'utilisation d'un adhésif pour coller le robinet au système de tuyauterie. Ce type est souvent utilisé avec des tuyaux en plastique et convient aux systèmes nécessitant une connexion permanente et étanche.
• Robinet à boisseau sphérique à manchon soudé : Les raccords à manchon soudé impliquent de souder directement le robinet au tuyau, créant une connexion permanente et robuste. Adapté aux applications à haute pression et haute température, il est souvent utilisé dans les environnements industriels où la durabilité et la résistance sont essentielles.

Pour en savoir plus sur les types de raccordement des robinets à boisseau sphérique, lisez notre article technique sur les types de raccordement des robinets à boisseau sphérique.

Joint

Les matériaux des joints sont cruciaux pour assurer des connexions étanches et maintenir l'intégrité du système dans diverses applications. Ils sont sélectionnés en fonction de leur compatibilité avec les médias, la température et les conditions de pression. Alors que certains matériaux de joint offrent une excellente résistance chimique, d'autres sont mieux adaptés aux environnements à haute température ou haute pression.

• PTFE (Polytétrafluoroéthylène) : Connu pour sa résistance chimique exceptionnelle, le PTFE est idéal pour une utilisation dans des environnements chimiques agressifs. Il peut résister à des températures élevées et est souvent utilisé dans des applications nécessitant une grande pureté.
• PA (Polyamide) : Les joints en PA offrent une bonne résistance mécanique et à l'usure. Ils conviennent aux applications à température modérée et offrent une solution rentable pour de nombreuses utilisations industrielles.
• EPDM (Éthylène Propylène Diène Monomère) : L'EPDM est excellent pour les applications d'eau et de vapeur en raison de sa résistance supérieure aux intempéries, à l'ozone et aux UV. Cependant, il ne convient pas à une utilisation avec des huiles et des hydrocarbures.
• FKM (Fluoroélastomère) : Les joints FKM offrent une résistance exceptionnelle aux températures élevées et à une large gamme de produits chimiques, y compris les huiles et les carburants, ce qui les rend idéaux pour des applications exigeantes.
• POM (Polyoxyméthylène) : Également connu sous le nom d'acétal, le POM offre de bonnes propriétés mécaniques et résiste à divers produits chimiques. Il convient aux applications nécessitant une faible friction et une grande stabilité dimensionnelle.

Matériau du boîtier

Le matériau du boîtier du robinet doit être compatible avec le fluide utilisé pour l'application. Les matériaux courants et leurs caractéristiques sont :

Laiton

• Convient aux milieux neutres et non corrosifs.
• Le laiton est polyvalent, durable et résistant aux températures élevées.
• Ne convient pas à l'eau salée (eau de mer), à l'eau distillée, aux acides et aux chlorures.

Acier inoxydable

• Très bonne résistance chimique générale à presque tous les milieux.
• Très résistant à l'abrasion et résistant aux températures et pressions élevées.
• Ne convient pas à l'acide chlorhydrique, aux chlorures, au brome et à l'eau de Javel. En revanche, l'eau de piscine a une faible concentration en chlorures, donc l'utilisation de l'acier inoxydable est possible ici.

Plastique

Les robinets à boisseau sphérique en plastique sont légers, faciles à installer et offrent une excellente résistance à la corrosion, ce qui les rend idéaux pour une utilisation dans des environnements corrosifs. Ils sont rentables pour de nombreuses applications mais ne conviennent généralement pas aux conditions de haute pression ou de haute température par rapport aux robinets métalliques.

• PVC (Polychlorure de vinyle) : Idéal pour les systèmes d'eau, le PVC résiste aux acides, aux bases et aux sels, mais ne convient pas aux températures élevées ; il est abordable et léger.
• PP (Polypropylène) : Le PP offre une excellente résistance chimique et supporte des températures modérées, ce qui le rend adapté aux applications industrielles.
• PVDF (Polyfluorure de vinylidène) : Le PVDF offre une résistance chimique supérieure et convient aux températures plus élevées, souvent utilisé dans des applications de haute pureté.
• PFA (Perfluoroalkoxy) : Le PFA a une résistance chimique exceptionnelle et peut supporter des températures très élevées, ce qui le rend idéal pour les environnements corrosifs.

Pression

Lors du choix d'une vanne à boisseau sphérique, il est crucial de s'assurer qu'elle peut résister aux pressions minimales et maximales de votre système. Les matériaux du boîtier et des joints influencent considérablement la plage de pression de la vanne à boisseau sphérique. Les boîtiers en acier inoxydable offrent généralement les plus hautes résistances à la pression, suivis par le laiton et les matériaux plastiques comme le PVC.

Cependant, le matériau du joint joue également un rôle crucial. Par exemple, les joints en FKM (Fluoroélastomère) offrent une excellente résistance aux hautes pressions et à une large gamme de produits chimiques, les rendant adaptés aux applications exigeantes. Consultez toujours la fiche technique de la vanne à boisseau sphérique pour confirmer la plage de pression spécifique pour une application.

Température

La plage de température qu'une vanne à boisseau sphérique peut supporter est déterminée à la fois par les matériaux du boîtier et des joints. Chaque combinaison offre des capacités différentes :

• Vanne à boisseau sphérique en laiton : Généralement adaptée pour des températures allant de -20 °C à 160 °C (-4 °F à 320 °F). Lorsqu'elle est associée à des joints en PTFE, la vanne peut supporter des températures plus élevées grâce à l'exceptionnelle résistance thermique du PTFE.
• Vanne à boisseau sphérique en PVC : Fonctionne généralement entre -10 °C et 60 °C (14 °F à 140 °F). L'utilisation de joints en EPDM peut améliorer les performances dans les applications d'eau et de vapeur, bien qu'ils ne conviennent pas aux huiles et aux hydrocarbures.
• Vanne à boisseau sphérique en acier inoxydable : Offre une large plage de température de -40 °C à 220 °C (-40 °F à 428 °F). Lorsqu'elle est combinée avec des joints en FKM, la vanne peut résister à des températures encore plus élevées et à une large gamme de produits chimiques.

Homologations et normes

Selon l'application, les vannes à boisseau sphérique peuvent devoir être fabriquées selon des normes spécifiques ou recevoir des homologations d'organismes de réglementation pour des applications particulières, comme l'eau potable ou les applications de gaz.

• Eau potable : Homologations WRAS, KIWA, ou DVGW
• Gaz : Homologations DVGW ou EN-331.
• ATEX : Les réglementations ATEX sont deux directives de l'UE détaillant les exigences minimales de sécurité pour les lieux de travail et les équipements utilisés dans des atmosphères explosives.

Coefficient de débit (valeur Kv)

Le coefficient de débit, ou valeur Kv, est exprimé comme le débit en m³/h d'eau à 20°C avec une perte de pression de 1 bar. Le coefficient de débit peut être calculé comme suit :

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Où :

• Kv = coefficient de débit
• Q = débit (m³/h)
• dP = Pression différentielle (bar)
• SG = Gravité spécifique (eau=1)

Utilisez notre calculateur de dimensionnement pour trouver la valeur Kv d'une application et la taille de vanne correspondante. Nos vannes sont désignées avec une valeur Kv pour que les clients puissent facilement sélectionner la taille correcte.

Fonctions de circuit

Les vannes à boisseau sphérique ont généralement des fonctions de circuit à 2 ou 3 voies :

• 2 voies : Les vannes à boisseau sphérique à 2 voies (Figure 4 à gauche) sont les plus courantes. Ces vannes offrent un chemin d'écoulement direct de l'entrée à la sortie.
• 3 voies : Les vannes à boisseau sphérique à 3 voies (Figure 4 à droite) ont trois orifices et sont disponibles avec un alésage en L ou en T. Les désignations L et T font référence au modèle de l'alésage interne, qui déterminera la direction du flux. Une vanne à boisseau sphérique à 3 voies avec un orifice en T ou en L permet de mélanger, distribuer ou rediriger le flux pour différentes applications. Cela rend cette vanne adaptée aux applications de chauffage ou de refroidissement pour l'eau, les produits chimiques et les huiles.

Lisez notre article sur la fonction de circuit des vannes à boisseau sphérique pour en savoir plus sur ce sujet.

Exemple d'application

Les conduites d'eau résidentielles ont généralement des vannes à boisseau sphérique à différents points. Les étapes suivantes décrivent comment choisir une vanne à boisseau sphérique pour ce type d'application.

1. Type de fonctionnement : Sélectionnez une vanne à boisseau sphérique manuelle, car cette application ne nécessite pas d'automatisation et peut être actionnée manuellement.
2. Fonction de circuit : Choisissez une vanne à boisseau sphérique à 2 voies avec un chemin d'écoulement direct.
3. Matériau du boîtier : Un boîtier en laiton convient en raison de sa compatibilité avec l'eau chaude.
4. Matériau du joint : Choisissez un joint en EPDM en raison de sa compatibilité avec l'eau potable.
5. Taille du type de raccordement : Choisissez une vanne à boisseau sphérique standard/filetée pour les applications d'eau potable.
6. Coefficient de débit (valeur Kv) : Calculez la valeur Kv en connaissant la pression d'alimentation 1, la pression de sortie constante et le débit en m³ à l'intérieur de la résidence. Cependant, pour les applications typiques comme une conduite d'eau résidentielle, on peut souvent simplement se baser sur la taille du tuyau environnant plutôt que sur la valeur Kv.
7. Pression : Une vanne en laiton peut résister à une pression maximale allant jusqu'à 80 bar, ce qui est suffisant pour l'objectif.
8. Température : Les vannes en laiton peuvent fonctionner à des températures allant jusqu'à 160 °C, ce qui est suffisamment élevé pour les systèmes d'eau résidentiels.

FAQ

Qu'est-ce qu'un guide de sélection de vanne à boisseau sphérique ?

Un guide de sélection de vanne à boisseau sphérique aide à choisir la bonne vanne en fonction du type de fonctionnement, du type de raccordement, des matériaux et des spécifications.

Comment mesurer la taille d'une vanne à boisseau sphérique ?

Mesurez la taille de la vanne à boisseau sphérique en déterminant le diamètre du tuyau ou de l'ouverture dans laquelle la vanne s'adaptera, généralement en pouces ou en millimètres.

Quels facteurs influencent la sélection du matériau de la vanne à boisseau sphérique ?

La sélection du matériau de la vanne à boisseau sphérique dépend du type de fluide, de la température, de la pression et des conditions environnementales pour assurer la durabilité et les performances.

Comment choisir le matériau du siège de la vanne à boisseau sphérique ?

Choisissez le matériau du siège de la vanne à boisseau sphérique en fonction de la compatibilité avec le fluide, de la température, de la pression et de la résistance à l'usure pour une étanchéité et une longévité optimales.