Vannes à siège incliné pneumatiques - Comment elles fonctionnent

Les vannes à siège incliné pneumatiques sont actionnées par un piston pneumatiquement actionné pour un contrôle précis du débit de fluide dans diverses applications industrielles. Ces vannes se distinguent par leur conception de siège incliné, qui améliore l'efficacité du débit et réduit la chute de pression à travers la vanne, les rendant très efficaces pour les applications nécessitant des débits élevés. Cet article traite des caractéristiques et de la mécanique opérationnelle des vannes à siège incliné pneumatiques.

Caractéristiques clés des vannes à siège incliné pneumatiques

Les vannes à siège incliné pneumatiques ont plusieurs caractéristiques clés :

• Actionnement rapide et à distance : Les vannes à siège incliné pneumatiques offrent des temps de réponse rapides et peuvent être contrôlées à distance, ce qui les rend idéales pour les systèmes automatisés dans les zones dangereuses nécessitant des ajustements rapides des débits.
• Fonctionnement sans pression différentielle : Ces vannes peuvent fonctionner efficacement même sans différence de pression entre l'entrée et la sortie, permettant un contrôle de débit stable dans une variété de conditions.
• Longue durée de vie : Conçues pour la durabilité, les vannes à siège incliné pneumatiques ont une longue durée de vie, capables de supporter de nombreux cycles d'ouverture/fermeture sans perte de performance, réduisant les besoins de maintenance et les coûts opérationnels.

Cependant, elles nécessitent de l'air comprimé et des électrovannes pneumatiques supplémentaires pour leur fonctionnement. Cette exigence peut compliquer la configuration du système et augmenter les coûts initiaux. De plus, ces vannes ont généralement un actionneur relativement grand par rapport aux électrovannes, ce qui peut les rendre moins adaptées aux applications où l'espace est limité ou où un design plus compact est préféré.

Lisez notre article de vue d'ensemble des vannes à siège incliné pour plus de détails sur la conception et le fonctionnement des vannes à siège incliné.

Fonctionnement des vannes à siège incliné pneumatiques

Actionneur pneumatique

Un actionneur pneumatique est solidement monté sur le corps de la vanne à siège incliné. L'actionneur se compose d'un arrangement de piston et de cylindre, actionné par de l'air comprimé. Le rôle principal de l'actionneur est de contrôler avec précision l'état d'ouverture ou de fermeture de la vanne.

Électrovanne pilote

Une électrovanne pilote, typiquement une électrovanne 3/2 voies, régule le flux d'air comprimé dans les chambres de l'actionneur. L'électrovanne reçoit son signal de commande, une impulsion électrique, d'un système de contrôle tel qu'un automate programmable (PLC). Ce signal détermine si la vanne doit être en position ouverte ou fermée. L'état par défaut de la vanne, soit normalement ouverte (NO) soit normalement fermée (NC), ainsi que la position d'un ressort à l'intérieur de l'actionneur, déterminent l'état de repos de la vanne en l'absence de pression pneumatique.

L'activation (pour les configurations NO) ou la désactivation (pour les configurations NC) de l'électrovanne est directement influencée par le signal de commande. Ce processus dirige l'air comprimé dans la chambre de l'actionneur, facilitant le mouvement du piston.

Admission d'air et mouvement du piston

Après réception du signal de commande approprié, l'activation de l'électrovanne permet à l'air comprimé d'entrer dans la chambre de l'actionneur. Cette pression exerce une force sur le piston, le faisant bouger. Ce mouvement linéaire est transmis par une tige à l'élément de scellement, qui se déplace alors pour ouvrir ou fermer la vanne. Certains designs intègrent des caractéristiques pour minimiser le bruit opérationnel, telles que des amortisseurs aux positions finales du mouvement de l'actionneur.

Fonctionnement de la vanne

Pour les vannes NO, l'introduction de la pression d'air déplace l'élément de scellement du siège, permettant au média de s'écouler. À l'inverse, pour les vannes NC, la pression d'air déplace le piston dans la direction opposée, forçant l'élément de scellement contre le siège et arrêtant le flux. La conception garantit que les vannes reviennent à leur état par défaut via la force du ressort lorsqu'elles ne sont pas pressurisées.

• Remarque : Il est essentiel de s'assurer que l'alimentation en air est dans la plage de pression spécifiée pour que l'actionneur fonctionne correctement. De plus, la qualité de l'air comprimé (en termes de teneur en humidité et en particules) doit être gérée pour éviter d'endommager les composants de l'actionneur et de la vanne.

Critères de sélection

Lors du choix d'une vanne à siège incliné pneumatique, il y a plusieurs facteurs clés. Lisez notre article sur la sélection des vannes à siège incliné pour plus d'informations sur les paramètres de sélection clés lors du choix d'une vanne à siège incliné pour une application. Les facteurs clés sont :

1. Fonction de la vanne (NC/NO) : Déterminez si l'application nécessite que la vanne soit normalement fermée (NC) ou normalement ouverte (NO).
   1. Choisissez NC si la vanne doit rester fermée lorsque aucune pression d'air n'est appliquée et s'ouvrir lorsque l'air est fourni. Cela est courant dans les applications de sécurité où l'état par défaut doit être fermé pour empêcher le flux.
   2. Sélectionnez NO si la vanne doit rester ouverte lorsque aucune pression d'air n'est appliquée et se fermer lorsque l'air est fourni. Cela est utile dans les applications où un flux continu est requis sauf s'il est interrompu par un signal de commande.

2. Type et taille de connexion :
   1. Mesurez le diamètre des tuyaux existants et choisissez une vanne avec une taille de connexion correspondante (par exemple, 1/2", 3/4", 1").
   2. Identifiez le type de filetage utilisé dans le système (par exemple, BSPP, NPT) et sélectionnez une vanne avec le même filetage pour assurer un ajustement correct.

3. Matériaux du boîtier et du joint :
   1. Boîtier : Choisissez des matériaux qui sont compatibles avec le média contrôlé et les conditions environnementales. Pour les applications générales, le laiton est un bon choix en raison de sa durabilité et de sa résistance à la corrosion. Pour des environnements plus corrosifs ou des exigences de pureté plus élevées, l'acier inoxydable peut être préférable.
   2. Matériau du joint : Le PTFE (Téflon) est idéal pour la résistance chimique et les hautes températures, le NBR (caoutchouc nitrile) convient aux huiles et aux carburants, et le FKM (Viton) est bon pour les hautes températures et la résistance chimique.

4. Température, pression et débits :
   1. Température : Vérifiez la température de fonctionnement de l'application et sélectionnez une vanne capable de supporter ces températures.
   2. Pression : Déterminez les pressions maximales et minimales dans le système et choisissez une vanne conçue pour ces pressions.
   3. Débits : Tenez compte du débit requis pour l'application. Les vannes avec un design en forme de Y offrent généralement de meilleures caractéristiques de débit. Assurez-vous que la vanne peut gérer la viscosité du média si vous traitez des fluides épais.

5. Direction du flux : Pour la plupart des applications, une vanne qui se ferme dans le sens du flux est suffisante. Si l'application implique des vitesses de flux élevées ou la nécessité de prévenir le coup de bélier, sélectionnez une vanne qui se ferme à contre-courant. Cela peut aider à atténuer les pics de pression et à protéger le système.

Consultez notre article détaillé sur l'actionnement des vannes à siège incliné pour plus de détails sur les méthodes d'actionnement alternatives pour les vannes à siège incliné, y compris les options électriques et manuelles.