Robinets à soupape : Comment ils fonctionnent et comment les choisir

Les robinets à tournant conique sont reconnus pour leur facilité à réguler le débit en offrant des capacités bidirectionnelles, d'étranglement et de marche/arrêt. Ces vannes ont de nombreuses fonctions dans les applications industrielles, allant du traitement du gaz et du pétrole aux industries chimiques. Ils peuvent traiter divers types de fluides, y compris des fluides corrosifs et inflammables. Cet article examine en détail les robinets à tournant conique, leur fonctionnement, leurs applications typiques et la manière de les sélectionner.

Table des matières

• Conception du robinet à boisseau conique
• Principe de fonctionnement du robinet à boisseau conique
• Avantages et inconvénients
• Critères de sélection
• FAQ

Conception du robinet à boisseau conique

La conception typique d'un robinet à tournant conique comporte plusieurs éléments clés qui s'associent pour créer un robinet robuste et fiable adapté à diverses applications industrielles. En fonction de l'application spécifique, le robinet à tournant conique peut présenter des caractéristiques supplémentaires, telles que des joints et des garnitures, afin d'améliorer la résistance aux fuites.

• Le corps : Le corps d'un robinet à tournant conique est généralement cylindrique ou globulaire et fabriqué dans un matériau durable tel que la fonte, l'acier inoxydable ou l'acier allié.
• Fiche : Le bouchon ouvre ou ferme la voie d'écoulement. Il est généralement cylindrique ou conique et comporte un trou, ou orifice, en son centre.
• Tige : La tige relie le clapet à l'actionneur.
• Bonnet : Le chapeau recouvre le corps de la vanne et assure une fermeture étanche par le haut. Il est généralement fixé à la carrosserie par des boulons, mais il peut également être vissé ou soudé.
• Actionneur : L'actionneur fait tourner la tige qui fait tourner le clapet. Les actionneurs de vannes à clapet peuvent être manuels (poignée), électriques, pneumatiques ou hydrauliques.

Robinet à boisseau conique à 2 ou 3 orifices

Les robinets à tournant conique peuvent être à 2 orifices (2 voies) ou à 3 orifices (3 voies). Un robinet à boisseau conique à deux orifices est le modèle type qui comporte une entrée et une sortie. Le bouchon permet l'écoulement, le bloque ou l'étrangle. Un robinet à boisseau conique à trois orifices peut toutefois être conçu différemment :

• Robinet à boisseau conique à orifice en L : Un robinet à tournant conique à orifice en L permet le passage d'un orifice à deux sorties ou vice versa. Cependant, il ne permet pas au flux de passer par tous les ports simultanément.
• Robinet à boisseau conique à orifice en T : Un robinet à boisseau conique à orifice en T permet l'écoulement entre deux orifices quelconques ou les trois simultanément. Cela permet de réaliser des applications plus complexes de commutation ou de dérivation de flux.

Robinet à tournant conique non lubrifié ou lubrifié

Les robinets à tournant conique peuvent être non lubrifiés ou lubrifiés :

• Non lubrifié : Les robinets à tournant conique non lubrifiés sont dotés d'un manchon en élastomère qui s'adapte au tournant et réduit la friction entre les pièces mobiles. Ce type de robinet à tournant conique nécessite moins d'entretien car il n'a pas besoin d'être relubrifié. Cependant, le manchon peut finir par s'user avec le temps et l'usage.
• Lubrifié : Les robinets à tournant conique lubrifiés utilisent un lubrifiant pour réduire les frottements à l'intérieur du robinet et assurer une meilleure étanchéité. Ce type de robinet à tournant conique peut supporter des pressions et des températures plus élevées, ainsi que des matériaux abrasifs. Toutefois, comme indiqué ci-dessus, le lubrifiant s'use et doit être remplacé périodiquement.

Principe de fonctionnement du robinet à boisseau conique

Les robinets à tournant conique ont un principe de fonctionnement simple qui repose sur le mouvement de rotation du clapet pour contrôler le débit du fluide :

1. Poste à pourvoir : Lorsque la tige est tournée pour ouvrir la vanne, la partie creuse du clapet s'aligne sur l'écoulement du fluide. Le fluide peut s'écouler à travers la valve sans obstruction.
2. La transition entre les positions ouvertes et fermées : Lorsque le clapet est tourné de l'état ouvert à l'état fermé ou inversement, une partie de la section creuse du clapet est obstruée, ce qui limite et étrangle le débit.
3. Position fermée : En position fermée, la partie solide du clapet bloque la voie d'écoulement, empêchant le fluide de passer à travers la vanne.

Principes de fonctionnement des robinets à tournant conique à orifice en L et en T

Les robinets à tournant conique à orifice en L et en T ont des principes de fonctionnement uniques liés à la configuration des orifices des robinets :

• Robinet à boisseau conique à orifice en L : La voie d'écoulement à travers un robinet à boisseau conique à orifice en L est en forme de L. Lorsque le bouchon pivote de 90°, le flux passe d'un port à l'autre. Cela permet de réaliser des applications simples de détournement de flux.
• Robinet à boisseau conique à orifice en T : La voie d'écoulement à travers un robinet à boisseau conique à orifice en T est en forme de T. Lorsque la fiche est tournée dans différentes positions, elle peut soit connecter les trois ports, soit connecter deux ports et bloquer le troisième, soit bloquer tous les ports. Les robinets à tournant conique à orifice en T conviennent pour dévier, mélanger ou même arrêter le débit.

Avantages et inconvénients

Les robinets à tournant conique présentent les avantages suivants :

• Conception et fonctionnement simples
• Durabilité
• Fonctionnement rapide
• Etanchéité
• Polyvalence
• Contrôle du débit

Les vannes à clapet présentent les inconvénients suivants

• Les robinets à tournant conique lubrifiés nécessitent un entretien régulier.
• Les robinets à tournant conique non lubrifiés sont plus susceptibles de fuir lorsque le manchon en élastomère s'use.
• Les robinets à tournant conique offrent des possibilités d'étranglement, mais seulement dans une mesure limitée.

Applications du robinet à boisseau conique

Les robinets à tournant conique sont utilisés dans diverses applications industrielles car ils permettent de réguler les débits, d'arrêter et de démarrer l'écoulement, et d'offrir des capacités directionnelles et d'étranglement. Les applications typiques des robinets à tournant conique sont les suivantes

• Industries de traitement du gaz : Les robinets à tournant conique sont utilisés dans les usines de traitement du gaz parce qu'ils peuvent supporter des pressions et des températures élevées. Ils assurent également l'étanchéité, ce qui est nécessaire pour manipuler des gaz.
• Industries pétrolières et chimiques : Les robinets à tournant conique peuvent gérer diverses propriétés des fluides, y compris les fluides corrosifs, inflammables, toxiques et épais. Elles sont donc idéales pour les industries pétrolières et chimiques.
• Contrôle marche/arrêt : Les vannes à clapet permettent un contrôle rapide et fiable de l'entrée et de la sortie des fluides.
• Manipulation des liquides : Les robinets à tournant conique peuvent supporter des débits élevés et opposer une résistance minimale à l'écoulement, ce qui les rend adaptés aux applications de manipulation des liquides.
• Contrôle de l'étranglement : Les vannes à clapet peuvent réguler les débits.
• Fluides à haute viscosité : Les robinets à tournant conique conviennent bien aux fluides à haute viscosité en raison de leur circuit d'écoulement rectiligne.
• Applications à haute température : Les robinets à tournant conique résistent bien aux températures élevées.
• Contrôle du vide : Les robinets à tournant conique offrent une étanchéité suffisamment fiable pour les applications sous vide.

Applications inadaptées

Comme nous l'avons vu plus haut, les robinets à tournant conique conviennent à un large éventail d'applications. Cependant, certains facteurs liés au système peuvent rendre les vannes à clapet moins idéales :

• Applications à très haute pression : Les robinets à tournant conique ont généralement une pression nominale inférieure à celle des robinets à tournant sphérique et des robinets-vannes. Par conséquent, les robinets à tournant conique peuvent ne pas convenir aux applications à très haute pression.
• Contrôle très précis du débit : Bien qu'ils soient capables d'étrangler le débit, les robinets à tournant conique ne sont pas aussi précis que d'autres types de robinets, tels que les robinets à soupape.
• Applications sanitaires : Les robinets à tournant conique ne sont pas le meilleur choix pour les applications qui exigent des normes sanitaires élevées. Les vannes à membrane sont bien adaptées à ces types d'applications.

Pour en savoir plus sur la comparaison entre les robinets à tournant conique et les autres types de robinets, lisez nos articles sur les robinets à tournant conique et les robinets à boisseau sphérique et sur les robinets-vannes.

Critères de sélection

Les facteurs suivants doivent être pris en compte lors de la sélection d'un robinet à boisseau conique :

• Type de fluide : Les robinets à tournant conique lubrifiés sont mieux adaptés aux fluides corrosifs, à haute température et pression, et abrasifs.
• Besoins en matière de contrôle du débit : Un robinet à boisseau conique à deux orifices suffit pour une simple commande marche/arrêt. Un robinet à boisseau conique à trois orifices permet d'effectuer des opérations de dérivation et de mélange.
• Capacités de maintenance : Si une lubrification régulière n'est pas possible, un robinet à tournant conique non lubrifié est la meilleure option.
• Compatibilité des matériaux : S'assurer que le matériau de la vanne est compatible avec le fluide. Par exemple, un bouchon en plastique ou à revêtement spécial peut être nécessaire pour les milieux corrosifs.
• Taille et raccords d'extrémité : La taille de la vanne doit correspondre à celle du tuyau. Les raccords d'extrémité (par exemple, filetés, soudés, à brides) doivent être compatibles avec la canalisation existante pour faciliter l'installation.

FAQ

À quoi sert un robinet à boisseau conique ?

Un robinet à boisseau conique est une vanne de régulation quart de tour qui sert principalement à réguler le débit en tout ou rien. Il dispose également de capacités d'étranglement à bas niveau.

Un robinet à boisseau conique est-il un robinet d'arrêt ?

Oui, un robinet à boisseau conique peut être utilisé comme vanne d'arrêt.

Quelle est la différence entre un robinet à boisseau conique et un robinet-vanne ?

Les robinets à tournant conique sont plus faciles et plus rapides à manœuvrer que les robinets-vannes.