Vanne à diaphragme électrique - Comment elles fonctionnent

Figure 1 : Une vanne à diaphragme électrique en acier inoxydable

Les vannes à diaphragme électriques contrôlent le flux de média à travers elles en utilisant un diaphragme flexible qui se déplace de haut en bas via un actionneur électrique pour permettre ou bloquer le flux. Elles se caractérisent par leur résistance aux médias corrosifs et visqueux, conviennent aux médias de boue et empêchent l'accumulation de particules (par exemple, le limon) du fluide. Elles sont couramment utilisées dans le traitement chimique, le traitement de l'eau et les applications pharmaceutiques. Cet article traite de la mécanique opérationnelle des vannes à diaphragme électriques et des caractéristiques clés de la vanne à diaphragme électrique Burkert type 3323.

Caractéristiques clés

Les vannes à diaphragme électriques offrent plusieurs avantages clés pour les applications de contrôle des fluides dans diverses industries. Leurs principales caractéristiques incluent :

• Précision accrue : Permet un contrôle plus fin de la position de la vanne, conduisant à une régulation de flux plus précise.
• Sécurité améliorée : Minimise le besoin d'opération manuelle, réduisant l'exposition à des environnements dangereux et améliorant la sécurité du personnel.
• Efficacité opérationnelle : L'automatisation réduit le temps et le travail nécessaires pour les ajustements manuels, améliorant l'efficacité des processus.
• Opération à distance : Permet de contrôler les vannes à distance, permettant une conception de système flexible et une réponse plus rapide aux changements du système.

Lisez notre aperçu des vannes à diaphragme et les articles sur les matériaux des vannes à diaphragme pour plus d'informations sur le fonctionnement et les matériaux couramment utilisés dans les vannes à diaphragme respectivement.

Fonctionnement

Les vannes à diaphragme électriques fonctionnent par une série d'étapes qui traduisent un signal électrique en un contrôle précis du flux de fluide.

1. Transmission du signal électrique : Le processus commence par un signal électrique provenant d'un système de contrôle (PLC, DCS) atteignant le module de contrôle de la vanne. Ce signal spécifie la position souhaitée de la vanne (ouverte, fermée ou position spécifique pour l'étranglement).
2. Activation de l'actionneur : Le module de contrôle interprète le signal et active le type d'actionneur approprié :
   1. Électrovanne : Pour les applications marche/arrêt, une électrovanne reçoit le signal et s'active. Un champ magnétique à l'intérieur de l'électrovanne attire un plongeur, qui à son tour ouvre ou ferme une vanne pilote. La vanne pilote dirige ensuite le média vers l'un ou l'autre côté d'une chambre à diaphragme, forçant le diaphragme à se déplacer et à ouvrir/fermer la vanne.
   2. Moteur électrique : Pour les applications de modulation (étranglement), un moteur à courant continu ou un moteur pas à pas reçoit le signal de contrôle. La direction et la vitesse du moteur sont contrôlées électroniquement pour positionner précisément un mécanisme à vis ou un train d'engrenages à l'intérieur de l'actionneur.

3. Transfert de mouvement : Selon le type d'actionneur :
   1. Électrovanne : Le mouvement du tiroir de la vanne pilote se traduit par une différence de pression dans la chambre à diaphragme, provoquant un déplacement linéaire du diaphragme.
   2. Moteur électrique : La rotation du moteur est convertie en mouvement linéaire par une vis de tête, un mécanisme de manivelle ou un train d'engrenages. Ce mouvement linéaire est ensuite transféré à l'ensemble du diaphragme.

4. Actionnement du diaphragme (Ouverture/Fermeture) :
   1. Fermeture : L'actionneur applique une force, poussant le diaphragme contre le siège de la vanne pour créer un joint et arrêter le flux.
   2. Ouverture : L'actionneur réduit la force, permettant au diaphragme de s'éloigner du siège, ouvrant la vanne pour le flux de média.

5. Régulation du flux : Dans les vannes modulantes avec moteurs électriques, le positionnement précis du diaphragme permet des débits contrôlés. Le système de contrôle ajuste continuellement la position du moteur en fonction des retours de processus pour maintenir le débit souhaité.

Tableau 1 : Caractéristiques des électrovannes vs moteurs électriques pour l'actionnement des vannes à diaphragme

Vanne à diaphragme électrique Burkert Type 3323

Le Burkert Type 3323 (Figure 1) est une vanne à diaphragme 2/2 voies opérée par solénoïde, conçue pour le contrôle marche/arrêt des fluides.

Caractéristiques et spécifications clés

• Actionnement : Actionneur linéaire contrôlé électriquement avec mécanisme à vis à billes. Cela permet une utilisation dans des environnements hygiéniques ou difficiles et offre un mouvement rapide (jusqu'à 4 mm/s) vers la position ouverte ou fermée.
• Corps de la vanne : Conception à 2 voies avec chemin de flux optimisé et espace mort minimal, permettant des débits élevés et une adéquation pour diverses applications.
• Sécurité : Le stockage d'énergie optionnel assure que la vanne atteint une position sûre (ouverte ou fermée) en cas de panne de courant.
• Indication de position : Un anneau lumineux LED à 360° fournit une indication visuelle de l'état actuel de la vanne (ouverte/fermée).
• Protection du diaphragme : La force de conduite réglable sur l'actionneur protège le diaphragme contre les dommages.
• Durabilité : La vanne a une haute classification IP (IP65/IP67) pour une protection efficace contre la poussière et l'infiltration d'eau. Elle est également adaptée à une utilisation dans des environnements dangereux avec la certification ATEX.
• Diagnostics et connectivité : Offre des fonctions de diagnostic optionnelles et une connexion bus de terrain pour l'intégration avec les systèmes de contrôle.
• Compatibilité des matériaux : Disponible avec des surfaces mouillées dans diverses finitions (Ra ≤ 0,38 µm - 1,6 µm) pour s'adapter à différents types de fluides. Option de finition électropolie pour une hygiène améliorée.
• Options de taille : Disponible dans une gamme de diamètres nominaux (DN 06 - DN 100) pour répondre à différentes exigences de débit.
• Compatibilité et intégration : Le Type 3323 peut être combiné avec plusieurs dispositifs Burkert tels que :
  • Diaphragmes Type SV02 pour un meilleur étanchéité
  • Afficheurs de processus EDIP Type ME61 pour la surveillance opérationnelle
  • Passerelles Ethernet industriel et bus de terrain pour la connectivité réseau
  • Débitmètre FLOWave SAW Type 8098 pour une mesure précise du débit

Lisez notre article sur les applications des vannes à diaphragme pour plus de détails sur les diverses applications des vannes à diaphragme électriques.