Valves à pincement - Leur fonctionnement

Valves à pincement - Leur fonctionnement

Une vanne à pincement pneumatique avec des raccords d'extrémité à brides.

Figure 1 : Une vanne à pincement pneumatique avec des raccords d'extrémité à brides.

Une vanne à pincement est une vanne à 2/2 voies conçue pour fermer ou contrôler le flux de produits corrosifs, abrasifs ou granuleux. Il utilise de l'air sous pression pour ouvrir ou fermer la valve. En position ouverte, la vanne n'a aucune restriction et permet à une large gamme de fluides de passer à travers l'alésage. Le manchon interne flexible en caoutchouc de la vanne maintient le fluide isolé du reste de la vanne, évitant ainsi toute contamination ou tout dommage aux autres composants de la vanne. La figure 1 est un exemple de vanne à pincement pneumatique.

Les vannes à pincement sont adaptées aux boues et aux produits granulaires tels que le sable, le ciment, le gravier, la fibre textile, le carbone, la poudre, les granulés, les copeaux et les fragments de verre. Ces vannes sont rentables, fiables et faciles à utiliser, ce qui les rend souhaitables dans diverses applications industrielles.

Table des matières

Consultez notre sélection de vannes à pincement !

Comment fonctionne une vanne à pincement ?

Le schéma de la vanne à pincement de la figure 2 illustre les composants importants d'une vanne à pincement. Les trois principaux composants sont le boîtier (figure 2, repère D), le manchon (figure 2, repère E) et les raccords d'extrémité (figure 2, repère G). Le manchon en caoutchouc est monté dans le boîtier de l'entrée à la sortie et est le seul composant qui entre en contact avec le média. Les raccords d'extrémité sont boulonnés, vissés ou filetés à chaque extrémité pour fournir un support et une connexion à la vanne.

Schéma de la vanne à pincement : volant (A), tige (B), barre de pincement supérieure (C), boîtier (D), manchon (E), vanne à pincement inférieure (F) et raccords d'extrémité (G).

Figure 2 : Schéma de la vanne à pincement : volant (A), tige (B), barre de pincement supérieure (C), boîtier (D), manchon (E), vanne à pincement inférieure (F) et raccords d'extrémité (G).

Le fonctionnement de la vanne à pincement peut être mécanique ou automatique. Une vanne à manchon mécanique est une vanne multitour, ce qui signifie que le volant (figure 2, repère A) tourne sur plus de 360° pendant l'ouverture et la fermeture de la vanne. La position normale de la vanne est ouverte (Figure 3 étiquetée A). Pendant que le volant tourne, la tige de la vanne (figure 2, repérée B) s'abaisse. Une barre de pincement (figure 2 marquée C) appuie sur la section médiane du manchon de la vanne à pincement jusqu'à ce que le manchon soit fortement pincé (figure 3 marquée B) et que le débit s'arrête. Une autre conception de vanne à pincement mécanique comporte une barre de pincement descendante et une barre de pincement ascendante à partir du bas (figure 2 étiquetée F).

Les vannes à manchon automatiques fonctionnent à l'aide d'air comprimé, de fluide hydraulique ou d'un solénoïde. Si le fluide qui actionne la vanne à pincement diffère légèrement entre les trois types de vannes à pincement automatiques, le résultat est le même. Une vanne à pincement pneumatique utilise de l'air comprimé pour pincer le centre du manchon. Une valve à pincement hydraulique utilise le fluide hydraulique pour faire la même chose. Enfin, une électrovanne à pincement utilise un courant électrique pour contrôler le mouvement d'un plongeur qui pince le manchon.

Dans les vannes classiques, telles que les robinets à bille et les robinets-vannes, des particules peuvent se coincer autour de la bille ou du disque et obstruer la vanne. Cependant, le manchon en caoutchouc de la vanne à pincement se referme autour des particules et les piège, ce qui garantit que ces particules s'écouleront dans le système une fois la vanne à pincement ouverte.

Lorsque la force n'est plus appliquée sur le manchon en caoutchouc, la propriété de rebondissement élastique du manchon, associée à la force du flux amont, ouvre complètement la vanne. La vanne entièrement ouverte offre un passage libre au fluide, ce qui empêche la vanne de se boucher ou de se bloquer.

Principe de fonctionnement d'une vanne à manchon : position ouverte (A) et position fermée (B).

Figure 3 : Principe de fonctionnement d'une vanne à manchon : position ouverte (A) et position fermée (B).

Lorsque le produit abrasif heurte le manchon de la vanne à pincement en caoutchouc, le manchon absorbe l'impact et renvoie l'énergie vers le produit. Cette propriété résiliente assure une usure plus lente et une durée de vie plus longue que les vannes utilisant des surfaces métalliques.

Symbole P&ID de la vanne à manchon

Les deux symboles de la figure 4 sont des versions alternatives du symbole de la vanne à pincement. Les diagrammes de tuyauterie et d'instrumentation (P&ID) utilisent ces symboles. Lisez notre article sur les symboles des vannes pour en savoir plus sur la façon d'interpréter les symboles.

Symbole de la valve à pincement.symbole alternatif de vanne à pincement.

Figure 4 : Symbole de la valve à pincement (à gauche) et symbole alternatif de la valve à pincement (à droite).

Advantages

Les vannes à manchon ont une conception unique, qui leur confère les avantages suivants :

  1. Idéal pour les milieux abrasifs et corrosifs.
  2. Chemin d'écoulement droit et pas de colmatage par le média
  3. Turbulences et frictions minimales
  4. Conserve les médias à l'abri de toute contamination
  5. Remplacement facile des manchons en caoutchouc et faible coût d'entretien.
  6. Excellentes propriétés d'étanchéité
  7. Ouverture et fermeture rapides
  8. Faible consommation d'énergie

Disadvantages

Les quelques inconvénients des vannes à manchon sont les suivants :

  1. En raison de la propriété élastomère du manchon de la vanne à manchon, la vanne ne convient pas aux applications à haute température.
  2. Le différentiel de pression élevé peut provoquer l'effondrement ou la déformation du manchon en caoutchouc, ce qui empêche l'ouverture complète de la vanne.
  3. Le robinet n'est pas adapté aux applications sous vide car la succion à l'intérieur du robinet peut entraîner l'effondrement du manchon.

Critères de sélection

Tenez compte des critères suivants lors de la sélection d'une vanne à manchon pour une application :

  1. Matériau :
    1. Le matériau du corps de la vanne doit être léger pour faciliter la manipulation. Le matériau n'a pas besoin d'être compatible avec le support puisqu'ils n'entrent pas en contact.
    2. Le manchon en caoutchouc doit faire l'objet d'une attention particulière car c'est le seul composant qui entre en contact avec le média.
    3. Le matériau du manchon de la vanne à pincement peut comprendre du caoutchouc naturel, du NBR (nitrile), de l'EPDM (éthylène-propylène-diène monomère), du silicone, du caoutchouc de qualité alimentaire, etc.
    4. Le matériau doit avoir une bonne résistance à l'abrasion pour éviter d'être endommagé par les médias.
  2. La pression : Pour éviter un défaut d'ouverture/fermeture, tenez compte des différentiels de pression suivants, comme le montre la figure 5 :
    1. Ouverture : La pression de fonctionnement (figure 5, repère A) doit être supérieure à la pression de contrôle (figure 5, repère B). Si la différence de pression n'est pas assez importante, la pression de fonctionnement ne pourra pas ouvrir le manchon. La pression de contrôle est généralement de 0 bar à l'ouverture.
    2. Fermeture : La pression de commande doit être supérieure à la pression de fonctionnement. Si la différence de pression n'est pas assez importante, la pression de commande ne pourra pas fermer la vanne.

Pression de contrôle maximale = Pression de fonctionnement + Différentiel de pression maximale

Système de pression dans une vanne à manchon : pression de fonctionnement (A) et pression de contrôle (B).

Figure 5 : Système de pression dans une vanne à manchon : pression de fonctionnement (A) et pression de contrôle (B).

  1. Température : Assurez-vous que les matériaux de la vanne peuvent résister aux températures de fonctionnement minimales et maximales de l'application.
  2. Certification : Certaines applications peuvent nécessiter une certification de sécurité et d'absence de contamination du milieu (par exemple, qualité alimentaire, eau potable, etc.).

Applications

Les applications industrielles utilisent de plus en plus les vannes à manchon en raison de leurs avantages. Parmi les industries qui utilisent des vannes à manchon, citons les suivantes :

  • Industries alimentaires et des boissons : Les vannes à pincement sanitaires ont des manchons en caoutchouc en nitrile, en caoutchouc naturel et en EPDM, qui sont tous approuvés par la FDA pour le contact avec les aliments. En outre, une vanne à pincement effectue des cycles rapides, ce qui augmente considérablement l'efficacité de l'emballage.
  • L'industrie pharmaceutique : Comme l'industrie alimentaire, l'industrie pharmaceutique exige la propreté, ce qui fait des vannes à manchon sanitaires un bon choix.
  • L'industrie chimique : L'industrie chimique a un large éventail d'applications. Les vannes à manchon peuvent s'adapter à un grand nombre de ces applications grâce à la variété des matériaux disponibles pour la production de manchons de vannes à manchon.
  • Industrie du ciment : Les manchons de vanne à pincement en caoutchouc naturel sont suffisamment durables pour résister à l'abrasion du ciment.
  • Industrie de la manutention des produits en vrac et solides : Les vannes à pincement offrent la résistance à l'abrasion nécessaire pour manipuler les produits volumineux et solides. L'ouverture à passage intégral de la vanne empêche les solides de l'obstruer.
  • Industrie de la céramique : Les vannes à pincement dotées de manchons en caoutchouc renforcé peuvent supporter l'abrasivité extrême d'un flux de céramique.
  • Industrie du plastique : Les vannes à pincement conviennent pour déplacer les granulés et les plumes en plastique, qui peuvent obstruer les autres types de vannes.
  • Industrie des eaux usées : Les vannes à manchon fonctionnent comme des vannes de décharge et d'arrêt dans l'industrie des eaux usées.

FAQs

Qu'est-ce qu'une vanne à pincement ?

Une vanne à manchon est idéale pour fermer ou contrôler le débit de produits abrasifs, granuleux ou corrosifs.

Comment fonctionne une vanne à pincement ?

L'actionneur de la vanne appuie sur le milieu du manchon pour fermer la vanne. Ce pincement emprisonne tout média encore au milieu et arrête complètement l'écoulement.

À quoi sert une vanne à pincement ?

Les vannes à manchon conviennent à de nombreuses applications différentes. Plus remarquable encore, les vannes à manchon sont exceptionnelles pour contrôler et arrêter les flux de produits abrasifs et solides.

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