Robinet à soupape et robinet à boisseau sphérique

Robinet à soupape et robinet à boisseau sphérique

Robinet à soupape (gauche) et robinet à bille (droite)

Figure 1 : Robinet à soupape (gauche) et robinet à bille (droite)

Les robinets à soupape et les robinets à bille sont tous deux des vannes d'arrêt généralement utilisées dans les systèmes de tuyauterie. Cependant, il n'est généralement pas évident de savoir quelle vanne est la plus adaptée à une application. La conception du système doit être terminée avant la sélection de la vanne afin de choisir la meilleure vanne pour le travail en termes de coût, d'espace d'installation, de contrôle du débit, etc. Continuez à lire pour savoir comment un robinet à soupape peut être plus adapté qu'un robinet à boisseau sphérique et vice versa.

Table des matières

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Principes de travail

Principe de fonctionnement du robinet à soupape

Un robinet à soupape en position ouverte (à gauche) et en position fermée (à droite) avec le corps de vanne (A), le chapeau (B), la tige (C) et le clapet (D).

Figure 2 : Un robinet à soupape en position ouverte (à gauche) et en position fermée (à droite) avec le corps de vanne (A), le chapeau (B), la tige (C) et le clapet (D).

Un robinet à soupape est un robinet multi-tour, ce qui signifie que le volant doit être tourné de plus de 360° pour ouvrir ou fermer complètement le robinet. Les principaux composants d'un robinet à soupape sont le corps de vanne, le chapeau, le volant, la tige et le clapet. Le fluide entre dans le corps de la vanne (figure 2, repérée A) par une entrée et sort du corps de la vanne par une sortie. Le capot (Figure 2 étiquetée B) protège les composants filetés de la vanne et se fixe au corps de la vanne. Lorsque l'utilisateur tourne le volant, il fait tourner la tige filetée (figure 2, repérée C), ce qui fait monter ou descendre le clapet (figure 2, repérée D). En soulevant le bouchon, on ouvre l'orifice, ce qui permet l'écoulement du fluide. En abaissant le bouchon dans le siège de la vanne, on obture l'orifice, ce qui empêche l'écoulement. Le relèvement du disque, en revanche, augmente le débit. Le débit est maximal lorsque le disque est relevé à sa position maximale. Le débit du fluide est contrôlé en déplaçant le disque de manière proportionnelle à travers la tige.

Principe de fonctionnement du robinet à bille

Pièces de robinet à boisseau sphérique : tige (A), boisseau sphérique (B), siège (C), joints toriques (D) et boîtier de robinet (E).

Figure 3 : Pièces de robinet à boisseau sphérique : tige (A), boisseau sphérique (B), siège (C), joints toriques (D) et boîtier de robinet (E).

Un robinet à bille est un robinet quart de tour, ce qui signifie que la poignée n'a besoin que d'un tour de 90° pour ouvrir ou fermer complètement le robinet. Les principaux composants d'un robinet à boisseau sphérique sont illustrés à la figure 3. La tige (A) est reliée à la boule (B). La bille s'appuie sur le siège du robinet à boisseau sphérique (C), créant ainsi le joint. Les joints toriques de la tige (D) sont utilisés pour éviter les fuites. Tous ces composants se trouvent dans le boîtier de la vanne (E). Comme le montre la figure 3, la boule est traversée par un trou. En fonctionnement normal, l'alésage est soit aligné avec les orifices de la vanne pour permettre l'écoulement, soit perpendiculaire aux orifices pour bloquer l'écoulement. Lisez notre article sur les vannes à bille pour plus de détails sur leur fonctionnement.

Contrôle du débit

Les robinets à soupape et les robinets à bille sont tous deux utilisés pour ouvrir ou fermer le débit. Cependant, les robinets à soupape peuvent également fonctionner dans un état partiellement ouvert ou fermé pour moduler le débit. Cette régulation du débit est possible grâce au fait que le disque du robinet à soupape est parallèle au débit. Le débit linéaire obtenu par les robinets à soupape est plus élevé que celui obtenu par les robinets à bille, et réduit les effets des coups de bélier.

Perte de tête

Les robinets à soupape ont une perte de pression (perte de charge) nettement plus élevée en position complètement ouverte que les robinets à bille. Cela est dû au fait que le fluide doit changer de direction plusieurs fois lorsqu'il traverse un robinet à soupape.

Conception des vannes

Conception du robinet à soupape

Les robinets à soupape sont disponibles en trois configurations de base : Robinet à soupape en T ou en Z, robinet à soupape en Y et robinet à soupape d'angle. Lisez notre article sur les robinets à soupape pour plus d'informations sur chaque type.

Conception de la vanne à bille

Le robinet à boisseau sphérique peut être classé en différentes catégories en fonction de la structure de son boîtier, de la conception de son boisseau et de la taille de son orifice. Selon la structure du boîtier, nous pouvons avoir des vannes à bille à 1, 2 ou 3 pièces. Selon la taille de l'orifice, les vannes à bille sont classées en vannes à bille à passage intégral, vannes à bille à passage standard ou vannes à bille à passage réduit. Et en fonction du nombre de ports, les robinets à bille sont classés en robinets à 2 voies et en robinets à plusieurs voies.

Symboles

  • Les symboles des différentes configurations de robinets à soupape sont illustrés à la figure 4.
Symboles des robinets à soupape : à soupape (A), à commande manuelle (B), pneumatique (C), à commande motorisée (D), à commande hydraulique (E).

Figure 4 : Symboles des robinets à soupape : à soupape (A), à commande manuelle (B), pneumatique (C), à commande motorisée (D), à commande hydraulique (E).

Les symboles d'un robinet à boisseau sphérique sont illustrés à la figure 5. Pour plus de détails sur les symboles des différentes configurations de vannes à bille, lisez notre article sur les symboles des vannes à bille.

Symboles de vannes à bille actionnées ; symbole de vanne à bille à commande manuelle (A), symbole de vanne à bille à commande pneumatique (type diaphragme) (B), symbole de vanne à bille à commande pneumatique (type piston rotatif) (C), symbole de vanne à bille à commande électrique, et symbole de vanne à bille à commande hydraulique (D)

Figure 5 : Symboles de vannes à bille actionnées ; symbole de vanne à bille à commande manuelle (A), symbole de vanne à bille à commande pneumatique (type diaphragme) (B), symbole de vanne à bille à commande pneumatique (type piston rotatif) (C), symbole de vanne à bille à commande électrique, et symbole de vanne à bille à commande hydraulique (D).

Applications

Les robinets à soupape sont utilisés pour contrôler le débit des fluides. En outre, les robinets à soupape sont avantageux dans les applications nécessitant un étranglement précis. Les vannes à bille, quant à elles, sont couramment utilisées pour la fermeture et l'isolation des systèmes de plomberie. Les applications industrielles des robinets à soupape incluent les systèmes de fioul et les systèmes d'eau de refroidissement, tandis que celles des robinets à bille incluent les industries du stockage chimique et du gaz naturel.

Similitude des robinets à soupape et des robinets à bille

Les robinets à soupape et les robinets à bille présentent certaines similitudes. Ces deux types de vannes sont utilisés dans les systèmes de tuyauterie pour contrôler le débit des liquides et des gaz. Les deux sont des vannes d'arrêt conçues pour permettre ou bloquer l'écoulement du fluide dans un tuyau. Les robinets à soupape et les robinets à bille peuvent être actionnés manuellement ou automatiquement.

Avantages et inconvénients des robinets à bille et des robinets à soupape

  1. Opération: Les robinets à bille sont simples et plus faciles à utiliser que les robinets à soupape.
  2. Étranglement : Les robinets à soupape conviennent aux opérations d'étranglement, tandis que les robinets à bille doivent être soit complètement fermés, soit complètement ouverts.
  3. Poignée: Les robinets à bille sont des robinets quart de tour, ce qui signifie que la poignée du robinet à bille doit être tournée de 90° pour passer de l'état complètement ouvert à l'état complètement fermé ou vice versa. Le volant des robinets à soupape doit être tourné plusieurs fois de la fermeture complète à l'ouverture complète.
  4. Coût : En raison de leur structure simple, les robinets à bille sont moins chers que les robinets à soupape.
  5. Espace : Les robinets à soupape occupent plus d'espace que les robinets à bille.
  6. Pression nominale : Les robinets à bille peuvent supporter une pression plus élevée que les robinets à soupape.
  7. Durabilité : Les robinets à bille ont une durée de vie plus longue que les robinets à soupape.
  8. Fuites : Les robinets à soupape sont plus sujets aux fuites que les robinets à bille.
  9. Résistance à l'écoulement du fluide : Un robinet à soupape offre une plus grande résistance à l'écoulement du fluide que les robinets à bille.
  10. Perte de tête : Les robinets à soupape ont une perte de charge plus importante que les robinets à bille.

Sélection de robinets à soupape et de robinets à bille

Le choix entre un robinet à bille et un robinet à soupape dépend de l'utilisation prévue. Les principaux facteurs à prendre en compte lors du processus de sélection sont présentés ci-dessous :

  1. Débit : Les vannes à bille sont souhaitables dans les applications où un débit élevé est nécessaire en raison de leur conception à passage intégral.
  2. Les chutes de pression : Les robinets à bille ont des pertes de charge plus faibles car le débit les traverse directement.
  3. Entretien: Les vannes à bille sont simples à entretenir car la vanne ne nécessite qu'un peu de lubrification pour rester propre. Un entretien supplémentaire est nécessaire en cas d'accumulation de débris.
  4. Température: Les vannes à bille fonctionnent mieux dans des conditions de haute température grâce à leur construction durable.

FAQs

Quelles sont les applications typiques d'un robinet à soupape ?

Les robinets à soupape sont couramment utilisés pour contrôler le débit d'eau dans les systèmes d'irrigation, réguler le débit d'air dans les systèmes de climatisation et contrôler le débit d'huile dans les pipelines.

Quelle est la principale différence entre un robinet à bille et un robinet à soupape ?

Le robinet à boisseau sphérique possède une boule creuse qui tourne à l'intérieur de la vanne, tandis que le robinet à soupape possède un disque qui se déplace verticalement dans la tige de la vanne.

Quelle est la meilleure vanne entre les robinets à soupape et les robinets à bille ?

Cela dépend de l'application prévue. Les robinets à soupape sont mieux adaptés aux applications d'étranglement, tandis que les robinets à bille offrent de meilleures performances en tant que robinets d'arrêt.

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