Van de vanne à globe à la vanne à diaphragme
Figure 1 : Les vannes à globe (à gauche) et les vannes à diaphragme (à droite) sont couramment utilisées dans diverses applications industrielles.
Les vannes à globe et les vannes à diaphragme sont des composants essentiels pour contrôler l'écoulement des fluides dans diverses applications industrielles. Malgré leurs conceptions et mécanismes de fonctionnement différents, elles peuvent parfois servir à des fins similaires. Comprendre les fonctions de base et le fonctionnement de chaque type de vanne est essentiel pour choisir la vanne correcte pour une application spécifique.
Table des matières
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Vannes à globe
Les vannes à globe sont choisies car elles offrent une excellente précision et un contrôle. Les composants clés d'une vanne à globe comprennent un disque mobile (ou bouchon) et un siège de vanne annulaire fixe dans un corps généralement sphérique. Le disque se déplace perpendiculairement au siège, créant une ouverture variable qui contrôle l'écoulement à travers la vanne. Lorsque la poignée ou l'actionneur est tourné, le disque se rapproche ou s'éloigne du siège, ajustant ainsi le débit. Cette conception permet un contrôle précis de l'écoulement, ce qui rend les vannes à globe idéales pour les applications d'étranglement où le débit doit être ajusté régulièrement. Les applications typiques des vannes à globe sont :
- Contrôle de l'écoulement de l'eau
- Service de vapeur
- Systèmes de refroidissement
- Systèmes de fioul
- Systèmes d'essence et d'huile de lubrification
- Alimentation chimique
- Extraction d'air de condenseur
- Évents et purges de chaudière
Figure 2 : Vanne à globe ouverte (à gauche) et vanne à globe fermée (à droite) : tige (A), chapeau (B), bouchon ou disque (C) et corps de vanne (D).
Vannes à diaphragme
Les vannes à diaphragme sont choisies pour leurs excellentes caractéristiques d'étanchéité et de compatibilité. Ces vannes contrôlent l'écoulement en déplaçant un diaphragme flexible vers le haut et vers le bas pour ouvrir ou fermer le passage de l'écoulement. Le corps de la vanne contient généralement un déversoir ou une selle sur lequel repose le diaphragme. Lorsque la vanne est fermée, le diaphragme appuie contre le déversoir, scellant la vanne et arrêtant l'écoulement. Lorsque la vanne s'ouvre, le diaphragme se soulève, permettant au fluide de passer. Cette conception assure une étanchéité efficace et isole le fluide des pièces mécaniques de la vanne, ce qui rend les vannes à diaphragme adaptées aux applications impliquant des fluides corrosifs ou des boues. Le matériau du diaphragme peut être sélectionné en fonction des propriétés du fluide, améliorant ainsi la compatibilité de la vanne avec divers milieux. Les applications courantes des vannes à diaphragme sont :
- Traitement de l'eau
- Transformation chimique
- Industrie alimentaire et des boissons
- Fabrication pharmaceutique
- Opérations minières
- Industrie de la pâte et du papier
- Applications biotechnologiques
Figure 3 : Vanne à diaphragme avec composants : poignée (A), tige (B), compresseur (C), diaphragme (D), chapeau (E) et corps de vanne (F).
Choix entre une vanne à diaphragme et une vanne à globe
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Compatibilité des milieux
- Vanne à diaphragme : Convient pour manipuler des fluides corrosifs, des boues et des matériaux visqueux. Le matériau du diaphragme (par ex. EPDM, PTFE, NBR) doit être compatible avec le milieu pour éviter la dégradation.
- Vanne à globe : Idéale pour les gaz et les liquides, y compris la vapeur. La sélection des matériaux pour le corps de la vanne et les joints (par ex. acier inoxydable, bronze, PTFE) est cruciale pour la compatibilité des milieux.
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Plages de température
- Vanne à diaphragme : Généralement conçue pour des températures entre -60°C et 200°C, selon le matériau du diaphragme. Les diaphragmes en PTFE peuvent supporter des températures plus élevées, tandis que les diaphragmes en EPDM conviennent aux applications à basse température.
- Vanne à globe : Généralement conçue pour des températures de -196°C jusqu'à 600°C, ce qui les rend adaptées aux applications à haute température. La plage exacte dépend des matériaux du corps et de la garniture.
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Plages de pression
- Vanne à diaphragme : Généralement adaptée aux applications à pression plus basse, jusqu'à 16 bar. Le diaphragme flexible limite la capacité de la vanne à gérer des pressions élevées.
- Vanne à globe : Peut supporter des chutes de pression plus élevées, avec des plages allant jusqu'à 400 bar. Leur conception permet un meilleur contrôle dans des conditions de haute pression.
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Contrôle et régulation de l'écoulement
- Vanne à diaphragme : Offre d'excellentes capacités marche/arrêt et d'étranglement, notamment pour les applications impliquant des fluides corrosifs ou chargés de particules. Cependant, elles peuvent ne pas offrir un contrôle aussi précis que les vannes à globe.
- Vanne à globe : Parfaitement adaptée pour un contrôle précis de l'écoulement, grâce au mouvement linéaire de la tige de la vanne et à la forme du siège et du disque de la vanne.
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Entretien et durabilité
- Vanne à diaphragme : Le diaphragme sert à la fois de joint d'étanchéité et de pièce mobile, ce qui réduit les chemins de fuite mais nécessite un remplacement avec le temps en raison de l'usure.
- Vanne à globe : Contient plus de pièces mécaniques (par ex. tige, disque, siège) qui peuvent s'user mais sont généralement faciles à réparer ou à remplacer. Elles ont tendance à avoir une durée de vie plus longue dans les applications à cycles élevés. En savoir plus dans notre article sur l'entretien des vannes à globe.
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Considérations financières
- Vanne à diaphragme : Généralement moins chère initialement, mais le coût des diaphragmes de remplacement sur le cycle de vie de la vanne peut s'accumuler.
- Vanne à globe : Peut avoir un coût initial plus élevé mais peut être plus rentable à long terme en raison de leur durabilité et de leur réparabilité.
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Spécificités de l'application
- Vanne à diaphragme : Idéale pour les applications nécessitant des opérations stériles ou propres, comme dans les industries pharmaceutiques ou alimentaires et des boissons.
- Vanne à globe : Préférée pour les applications exigeant un contrôle précis de l'écoulement, comme dans les systèmes de CVC, la distribution de vapeur et les industries de processus.
FAQ
Quelle est la principale différence entre une vanne à globe et une vanne à diaphragme ?
La principale différence réside dans leur fonctionnement ; les vannes à globe utilisent un disque pour arrêter l'écoulement, tandis que les vannes à diaphragme utilisent un diaphragme flexible.
Comment fonctionne une vanne à globe ?
Une vanne à globe contrôle l'écoulement en déplaçant un disque vers ou loin du siège, ajustant la taille du passage de l'écoulement.
Quels sont les éléments d'une vanne à diaphragme ?
Les éléments comprennent le corps, le chapeau, le diaphragme, la tige et la volant ou l'actionneur.
Quand devrais-je utiliser une vanne à diaphragme plutôt qu'une vanne à globe ?
Utilisez une vanne à diaphragme pour les applications nécessitant une fermeture étanche, manipulant des fluides corrosifs ou lorsque la contamination est une préoccupation.