Robinet à boisseau conique et robinet à boisseau sphérique

Les robinets à tournant conique et les robinets à tournant sphérique sont utilisés dans diverses industries pour contrôler le débit des liquides et des gaz. Tous deux présentent des caractéristiques uniques et des différences de conception qui les rendent adaptés à des applications différentes. Pour aider à déterminer quel type de vanne convient le mieux à une application donnée, cet article explore les principales différences entre les robinets à tournant conique et les robinets à tournant sphérique, y compris leur conception, leur fonction, leurs avantages et leurs inconvénients.

Qu'est-ce qu'un robinet à boisseau conique ?

Un robinet à tournant con ique (figure 1 gauche) est un robinet quart de tour qui utilise un tournant conique ou cylindrique pour contrôler le débit de liquides ou de gaz. Le clapet tourne dans le corps de la vanne pour ouvrir ou fermer la voie d'écoulement. Les robinets à tournant conique sont connus pour leur conception simple et leur capacité à assurer une fermeture étanche, ce qui en fait un choix populaire dans diverses industries, notamment le traitement de l'eau, la production de pétrole et de gaz, le traitement chimique et la fabrication de pâte à papier.

Qu'est-ce qu'un robinet à boisseau sphérique ?

Un robinet à boisseau sphérique (figure 1 droite) est un robinet quart de tour qui utilise un boisseau avec un alésage pour contrôler le débit de liquides ou de gaz. La bille tourne sur son axe pour ouvrir ou fermer la voie d'écoulement. Les robinets à tournant sphérique ont un fonctionnement rapide et efficace, ils sont durables et ont une longue durée de vie. Ils sont utilisés dans les systèmes de chauffage et de refroidissement, la distribution d'eau et le refroidissement des processus industriels.

Différences entre le robinet à boisseau conique et le robinet à boisseau sphérique

Les robinets à tournant conique et les robinets à tournant sphérique se distinguent par les aspects suivants :

1. Principe de fonctionnement
2. Propriétés d'étanchéité
3. Les types
4. Entretien
5. Coût
6. Application
7. Longévité

1. Principe de fonctionnement

Fonctionnement du robinet à boisseau conique

Le robinet à tournant conique se compose d'un corps avec un siège conique ou parallèle. Un bouchon s'insère dans ce siège. Le clapet est conçu avec une ouverture dont la position détermine le degré d'ouverture de la vanne. Ces ouvertures dans le corps de la valve, appelées orifices, permettent au fluide d'entrer ou de sortir. Lorsque le bouchon est tourné de 90 degrés, il ouvre ou ferme complètement le passage du fluide. Cependant, bien qu'il s'agisse d'un robinet à quart de tour, le robinet à tournant conique est moins efficace que les robinets à tournant sphérique et ne peut fonctionner qu'en position entièrement ouverte ou fermée. Lorsque l'orifice du clapet est aligné avec les orifices d'entrée et de sortie, le fluide continue à circuler dans la valve. Cependant, une chute de pression se produit à travers la surface réduite de l'orifice du clapet, ce qui est un inconvénient par rapport à un robinet à bille.

Fonctionnement du robinet à boisseau sphérique

Un robinet à bille est un robinet quart de tour qui utilise une bille creuse, perforée et pivotante pour contrôler le débit. La bille tourne dans le corps de la vanne pour contrôler le débit du fluide, et sa conception simple la rend facile à utiliser et à entretenir. Une tige de soupape est reliée à la bille. Lorsque la tige de la vanne est tournée d'un quart de tour, l'alésage est soit ouvert au flux, ce qui permet au fluide de s'écouler, soit fermé, ce qui empêche le fluide de s'écouler.

2. Propriétés d'étanchéité

Les robinets à tournant conique et les robinets à tournant sphérique sont des robinets quart de tour qui se ferment et s'ouvrent lorsque leur tige est tournée de 90 degrés. Ces vannes sont principalement utilisées à des fins d'arrêt. Cependant, il existe quelques différences entre eux.

Etanchéité du robinet à boisseau conique

La surface d'étanchéité d'un robinet à tournant conique est nettement plus importante que celle d'un robinet à boisseau sphérique. Il en résulte une amélioration des capacités d'étanchéité, ce qui nécessite un effort et un couple de fonctionnement plus importants.

Etanchéité du robinet à boisseau sphérique

Les robinets à tournant sphérique sont plus légers et plus faciles à utiliser en raison du faible couple qu'ils requièrent. La zone d'étanchéité plus petite de ces vannes peut conduire à une performance d'étanchéité inférieure à celle des vannes à clapet ; cependant, les innovations récentes en matière d'injection de joints et de solutions de scellement chimique ont permis de résoudre efficacement ce problème.

3. Les types

Types de robinets à tournant conique

Les robinets à tournant conique sont classés en fonction de leur lubrification et de la forme de leurs clapets.

• Les robinets à tournant conique lubrifiés sont conçus pour fonctionner avec un film lubrifiant entre le tournant et le corps du robinet. Cette lubrification permet de réduire le frottement et l'usure du clapet et du corps, augmentant ainsi la durée de vie et la fiabilité de la vanne. Les robinets à tournant conique lubrifiés offrent également une meilleure étanchéité et de meilleures performances dans les applications à haute pression.

Les robinets à tournant conique non lubrifiés, quant à eux, ne nécessitent pas de lubrifiant et sont généralement utilisés dans des applications où le fluide contrôlé est incompatible avec le lubrifiant. Les robinets à tournant conique non lubrifiés sont également préférés dans les applications où un lubrifiant peut présenter un risque de contamination, comme dans l'industrie alimentaire et des boissons.

• Les ouvertures à l'intérieur du bouchon peuvent avoir des formes différentes (arrondies ou rectangulaires).

Types de vanne à bille

Les robinets à tournant sphérique sont classés en fonction de plusieurs paramètres.

• 2 voies, 3 voies, etc. selon la fonction du circuit.
• Plein orifice, orifice standard, orifice réduit ou orifice en V en fonction de la taille et de la forme de l'alésage.
• Flottante ou à tourillon, selon que la sphère flotte à l'intérieur du corps de la vanne ou qu'elle est soutenue par un pivot.
• Robinets à tournant sphérique 1,2,3 pièces en fonction du nombre d'éléments du corps.

4. Entretien

Les robinets à tournant conique et les robinets à tournant sphérique nécessitent un entretien de routine pour garantir des performances optimales.

Entretien du robinet à boisseau conique

Les robinets à tournant conique sont plus faciles à gérer en raison de leur conception simple et du nombre limité de composants mobiles. Le clapet peut être facilement retiré et nettoyé, et l'accès au reste du corps de la vanne à des fins de nettoyage est également simple.

Entretien du robinet à boisseau sphérique

Les robinets à tournant sphérique posent un plus grand défi lors du nettoyage. La bille ou le disque est situé profondément à l'intérieur de la vanne, ce qui le rend difficile d'accès. Au fil du temps, la cavité du robinet à boisseau sphérique peut accumuler des débris provenant du fluide, ce qui complique encore le processus de nettoyage et de maintenance.

5. Coût

Les robinets à tournant conique offrent un meilleur rapport coût-efficacité que les robinets à tournant sphérique. Le clapet de la vanne à clapet s'adapte parfaitement à la douille, ce qui permet d'éviter l'usure du corps de la vanne et du clapet. Le simple remplacement de la bague et du joint supérieur suffit à maintenir le fonctionnement de la vanne et à assurer sa longévité.

6. Application

Application du robinet à boisseau conique

Les robinets à tournant conique conviennent aux applications impliquant des matériaux abrasifs, tels que les eaux usées, la boue et les boues, en raison de leur surface accrue et de la libre circulation du fluide. Ils assurent l'étanchéité lors de la manipulation de substances corrosives et leurs propriétés anticorrosives en font une option fiable pour les applications difficiles.

Application du robinet à boisseau sphérique

La vanne à bille est un choix populaire pour l'automatisation, en particulier dans les industries telles que le transfert de gaz naturel et de pétrole brut, les usines de GNL, la production de polymères et le traitement du gaz de champ. Ils sont également utiles dans divers environnements industriels, notamment les patins de turbines et de compresseurs, les lignes d'alimentation des raffineries de pétrole, les parcs de stockage et le traitement des hydrocarbures. Lisez notre article sur les applications des robinets à boisseau sphérique pour plus de détails.

7. Longévité

Longévité du clapet

Une grande surface du robinet à boisseau conique est en contact avec le fluide, ce qui augmente les risques de corrosion. La manipulation d'un couple plus important expose également le clapet d'obturation à une usure plus importante.

Longévité du robinet à boisseau sphérique

Les robinets à tournant sphérique sont dotés de caractéristiques qui empêchent le fluide d'entrer en contact avec le disque. Le couple plus faible réduit également l'usure à long terme. Lisez notre article sur les robinets à boisseau sphérique pour fluides cor rosifs pour en savoir plus sur la conception d'un robinet à boisseau sphérique pour les environnements corrosifs.

Conclusion

Les robinets à tournant conique et les robinets à tournant sphérique régulent le débit du fluide à l'aide d'une simple fonction de marche ou d'arrêt ou d'une fonction à trajets multiples. Tenez compte des éléments suivants lorsque vous choisissez d'utiliser un robinet à boisseau sphérique plutôt qu'un robinet à boisseau conique :

• Un robinet à tournant conique est le meilleur choix pour les applications sensibles car il offre une étanchéité parfaite et une structure d'application simple. Ils sont également moins coûteux que les robinets à tournant sphérique. Cependant, ils ne sont pas aussi compacts que les robinets à tournant sphérique et provoquent une chute de pression entre l'entrée et la sortie.
• Choisissez les robinets à tournant sphérique pour les grandes applications à haute pression qui nécessitent un fonctionnement plus facile. Ils sont plus faciles à utiliser et plus compacts que les robinets à tournant conique, mais leurs capacités d'étanchéité sont légèrement réduites.

Par exemple, un robinet à boisseau sphérique serait le meilleur choix pour une application qui nécessite de réguler le débit d'un fluide dans une usine de traitement de l'eau, car il permet de changer le sens du débit et peut supporter des applications à haute pression et à haute température. Un robinet à boisseau conique conviendrait mieux pour réguler le débit d'un système de canalisation impliquant des boues, car il nécessite moins d'entretien et permet un écoulement rectiligne du fluide. Cependant, les robinets à tournant sphérique sont plus couramment utilisés pour les applications d'arrêt en raison de leur conception simple et légère et de leur facilité d'utilisation grâce à leur fonctionnement sans couple. Le tableau 1 compare les caractéristiques des robinets à tournant conique et des robinets à tournant sphérique.

Tableau 1 : Robinet à boisseau conique et robinet à boisseau sphérique

Fonctionnalité	Vanne à bouchon	Vanne à bille
Principe de fonctionnement	Un robinet à tournant conique est doté d'un tournant conçu avec une ouverture dont la position détermine la quantité d'ouverture à travers le robinet. Ces ouvertures dans le corps de la valve, appelées orifices, permettent au fluide d'entrer ou de sortir.	Un robinet à bille est doté d'une bille creuse, perforée et pivotante pour contrôler le débit. La bille tourne dans le corps de la valve pour contrôler le débit du fluide.
Propriétés d'étanchéité	Plus grande surface d'étanchéité et donc meilleures caractéristiques d'étanchéité, mais nécessite un effort et un couple de fonctionnement plus importants.	Une opération plus facile à gérer et un poids plus léger grâce à leur faible couple de serrage. La plus petite surface d'étanchéité de ces vannes peut conduire à une performance d'étanchéité inférieure à celle des vannes à clapet.
Les types	Les robinets à tournant conique sont classés en fonction de leur lubrification ou non et de leur forme (arrondie, rectangulaire, etc.).	Les robinets à tournant sphérique sont divisés en différents groupes en fonction de la taille et de la forme de leurs alésages, ainsi que du fait que la sphère flotte à l'intérieur du corps du robinet ou qu'elle repose sur un pivot.
Entretien	Facile à nettoyer	Difficile à nettoyer car la bille et les autres pièces sont situées profondément à l'intérieur de la vanne.
Coût	Moins coûteux	Plus coûteux
Application	Applications impliquant des matériaux abrasifs, tels que les eaux usées, la boue et les boues,	La vanne à bille est un choix populaire pour l'automatisation, en particulier dans les industries telles que le transfert de gaz naturel et de pétrole brut, les usines de GNL, la production de polymères, la plomberie résidentielle et le traitement du gaz de champ.
Longévité	Moins durable	Plus durable

FAQ

Pourquoi choisir les robinets à tournant conique plutôt que les robinets à tournant sphérique ?

Les robinets à tournant conique ont une meilleure capacité d'étanchéité que les robinets à tournant sphérique parce qu'ils ont une plus grande surface d'étanchéité.

Les robinets à tournant conique sont-ils meilleurs que les robinets à tournant sphérique ?

En règle générale, les robinets à tournant conique ont une durée de vie plus courte que les robinets à tournant sphérique. En effet, les soupapes à clapet ont un potentiel d'érosion plus élevé car davantage de fluides entrent en contact avec le cylindre. D'autre part, les robinets à tournant sphérique ont moins de contact avec les fluides, nécessitent moins de couple et ont plus de composants mobiles.

Quelle est la différence entre un robinet à boisseau excentré et un robinet à boisseau sphérique ?

Un robinet à tournant excentrique possède un composant en forme de clapet qui restreint le débit et qui tourne dans une direction excentrique. Un robinet à bille régule le débit des liquides ou des gaz en utilisant une bille avec un alésage.