Principe de fonctionnement du robinet à siège incliné
Figure 1 : Vannes à siège à angle commun
Les vannes à siège incliné, également appelées vannes à piston à corps incliné ou vannes à siège incliné pneumatiques, sont des vannes à piston 2/2 voies à actionnement pneumatique. L'actionneur à piston fournit un mouvement linéaire pour soulever le joint de son siège. Le siège étant positionné sous un angle, l'écoulement est minimisé en position ouverte, ce qui se traduit par un excellent débit et une faible perte de pression. Ils sont utilisés pour réguler le débit de liquides, de gaz, de vapeur, de vide et même de fluides agressifs. Ils peuvent également fonctionner avec des températures élevées et des fluides à haute viscosité, même sous des pressions différentielles nulles.
Leur conception robuste fait des vannes à siège incliné un choix populaire pour les applications difficiles, et elles ont des durées de vie très élevées. Ils constituent donc d'excellentes alternatives à long terme aux robinets à tournant sphérique. Ces vannes peuvent également remplacer les électrovannes, en particulier dans le cas de fluides contaminés et visqueux où les électrovannes classiques ne fonctionneraient pas. Ils peuvent fonctionner selon une configuration à simple ou double effet, ce qui a une influence sur leur pression nominale. Elles peuvent également être conçues pour fonctionner manuellement ou électriquement, mais dans cet article, nous nous concentrerons sur la vanne d'angle pneumatique.
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Construction et conception
Les robinets à siège incliné ont une construction robuste similaire à celle des robinets à soupape, mais utilisent un robinet à siège incliné actionné par un piston avec un ressort de fermeture. Le corps est normalement moulé ou forgé en une seule pièce. Un bouchon est connecté à l'extrémité du piston qui est assis sur des sièges en PTFE. Le piston est conçu pour se rétracter davantage par rapport au siège, ce qui permet d'obtenir un débit maximal. Ils peuvent être normalement fermés (NC), normalement ouverts (NO) ou à double effet. L'actionneur à piston est livré avec des orifices filetés ou avec des orifices NAMUR qui permettent le montage direct d'électrovannes de type NAMUR.
Figure 2 : Vue en coupe d'une vanne à siège incliné.
Souvent, la tête de l'actionneur peut être tournée à 360° pour permettre la position optimale des conduites d'air et d'électricité dans les endroits exigus. Le corps de la vanne est généralement en laiton ou en acier inoxydable. Les types de raccordement sont filetés, serrés ou soudés. Généralement, un indicateur visuel sur le dessus du piston indique si la vanne est ouverte ou fermée.
Principe de fonctionnement
Les vannes à siège incliné sont actionnées pneumatiquement, c'est-à-dire que la pression de l'air est utilisée pour contrôler l'actionneur du piston, qui soulève le clapet de la vanne de son siège. Les soupapes normalement fermées (NC) sont généralement fermées en l'absence de pression et utilisent un ressort pour ramener la soupape à l'état de repos. Les vannes normalement ouvertes (NO) ont l'ouverture de la vanne toujours ouverte, sauf si la pression de l'air agit pour la fermer. Une vanne NO peut être obtenue si le ressort est placé du côté opposé à l'actionneur du piston. Les vannes à double effet peuvent être utilisées pour gérer le débit dans les deux sens. Ces soupapes n'ont pas de ressort et dépendent de l'air d'alimentation pour déterminer la position de la soupape.
L'écoulement vers le haut et sous la soupape (provoquant l'ouverture de la soupape) réduira l'effet de coup de bélier, mais réduira la pression de service maximale de la soupape d'environ 50 %. Cependant, l'installation d'un ressort de rappel puissant permet d'augmenter la pression de travail, mais un actionneur plus grand sera nécessaire pour compenser la force accrue du ressort. Lorsque le débit passe au-dessus du siège (ce qui provoque la fermeture de la soupape), la pression de service totale est atteinte et le coup de bélier peut être réduit en limitant le débit de l'alimentation en air comprimé.
Commande de la vanne à siège incliné à l'aide d'une électrovanne
Normalement, une électrovanne à trois voies est utilisée pour actionner les vannes à siège incliné NC ou NO. Ces vannes à siège incliné ont un orifice de raccordement à la chambre du piston. L'électrovanne contrôle si la chambre est pressurisée ou ventilée. Les robinets d'équerre à double effet ont deux orifices de raccordement et ne peuvent pas être commandés par un seul robinet à trois voies. Ils peuvent être contrôlés par une électrovanne à cinq voies qui peut pressuriser un port tout en purgeant l'autre, et vice versa.
Application
Ces vannes peuvent être utilisées pour des millions de cycles de fonctionnement dans des applications exigeantes telles que la vapeur, l'eau et les fluides agressifs. Ils conviennent parfaitement aux applications sous vide et peuvent être utilisés dans des applications à action rapide jusqu'à 1000 cycles par heure, avec une durée de vie prévue de plus de 10 millions de cycles. Ils sont utilisés dans de nombreuses industries, notamment dans les secteurs de l'alimentation et des boissons, de la chimie, du pétrole et du gaz, de l'eau et des eaux usées, etc.
Sélection des vannes à siège incliné
Raccords d'extrémité et taille de la ligne
Les vannes à siège incliné sont disponibles en différentes tailles et raccords d'extrémité, allant de 1/2 à 3 filets BSP ou NPT, certains fabricants proposant des options de brides. Le diamètre nominal (DN) du siège de la vanne et la valeur Kv, qui indique le débit d'eau pour une perte de charge de 1 bar, sont essentiels pour sélectionner la bonne taille. Utilisez notre calculateur de dimensionnement des vannes pour déterminer la valeur Kv minimale requise pour votre application, afin de garantir un débit élevé et efficace avec une usure et des fuites minimales.
Température de fonctionnement, pression et propriétés des matériaux
La pression de travail maximale est généralement comprise entre 5 et 20 bars. Tenir compte à la fois de la pression du fluide et de la plage de pression du circuit d'air comprimé. Les vannes à siège incliné peuvent supporter des températures allant jusqu'à 200 °C avec un joint en PTFE (téflon), tandis que d'autres matériaux comme le NBR, le FKM et l'EPDM ont des températures nominales plus basses. Le choix du matériau du boîtier, tel que le bronze, l'acier inoxydable, le laiton, le plastique ou le bronze à canon, influe sur la température et la pression nominales, l'acier inoxydable offrant une excellente résistance à la corrosion et une grande solidité du matériau. Pour les applications à haute pression ou à haute température, optez pour un boîtier en acier inoxydable avec des joints en PTFE.
Installation et entretien des vannes
L'installation correcte d'un robinet d'équerre est essentielle pour la performance et la sécurité. Assurez-vous que la vanne est installée conformément aux spécifications du fabricant. Des contrôles d'entretien réguliers sont nécessaires pour éviter les fuites et garantir le bon fonctionnement de la vanne.