Les vannes papillon peuvent-elles être utilisées pour l'étranglement ?

Les vannes papillon peuvent-elles être utilisées pour l'étranglement ?

Les vannes papillon peuvent-elles être utilisées pour l'étranglement ? La réponse est oui, mais il y a un problème. Bien que les vannes papillon peut Ils ne sont pas toujours le meilleur choix pour toutes les applications d'étranglement.

Voici ce qu'il en est :

J'ai vu de nombreux ingénieurs opter pour des vannes papillon parce qu'elles sont économiques et compactes. Mais l'étranglement avec une vanne papillon, c'est comme utiliser un marteau de forgeron pour casser une noix - ça marche, mais ce n'est pas toujours beau à voir.

Permettez-moi d'expliquer dans quelles circonstances les vannes papillon sont idéales pour l'étranglement et dans quelles circonstances il est préférable de chercher ailleurs.

En quoi les vannes papillon sont-elles différentes pour l'étranglement ?

Tout d'abord, précisons ce dont nous parlons.

A vanne papillon utilise un disque rotatif pour contrôler le débit. Lorsque vous ouvrez partiellement ce disque, vous l'étranglez, c'est-à-dire que vous contrôlez le débit en créant une résistance.

C'est simple, non ?

Pas tout à fait.

Contrairement aux robinets à soupape (qui sont les champions de l'étranglement), les robinets à papillon présentent des caractéristiques uniques qui rendent l'étranglement... intéressant.

Par exemple :

Le disque est toujours dans le circuit d'écoulement. Même lorsqu'il est complètement ouvert, il reste là, créant des turbulences. Ce n'est pas très grave pour un service marche/arrêt, mais pour l'étranglement ? C'est là que les choses se compliquent.

Quand les vannes papillon fonctionnent vraiment bien pour l'étranglement

Voici ce que j'ai trouvé :

Les vannes papillon peuvent être excellentes pour l'étranglement dans des situations spécifiques. La clé est de savoir quand les utiliser.

Applications à pression faible à modérée

D'après mon expérience, les vannes papillon sont les plus performantes pour l'étranglement lorsqu'il s'agit de.. :

• Systèmes de distribution d'eau
• Applications CVC
• Systèmes de gaz à basse pression
• Circuits d'eau de refroidissement

Pourquoi ?

Parce que ces applications ont généralement des pertes de charge inférieures à 50 PSI. À ces niveaux, vous avez moins de chances de rencontrer les problèmes désagréables que j'évoquerai dans une minute.

Tuyaux de grand diamètre

C'est là que les vannes papillon se distinguent vraiment.

Lorsqu'il s'agit de tuyaux de 12 pouces ou plus, la différence de coût entre un robinet à papillon et un robinet à soupape devient énorme. Il s'agit de milliers de dollars.

En fait, j'ai récemment travaillé sur un projet où le passage de vannes à soupape à des vannes papillon sur des lignes de 24 pouces a permis d'économiser plus de $50 000 en coûts d'équipement uniquement.

Contrôle des flux non critiques

Soyons honnêtes :

Toutes les applications d'étranglement ne nécessitent pas une précision de laboratoire. Si vous recherchez "un débit d'environ 70%" plutôt que "un débit d'exactement 73,2%", une vanne papillon peut très bien faire l'affaire.

Le côté obscur de l'étranglement avec les vannes papillon

Passons maintenant aux mauvaises nouvelles.

L'étranglement à l'aide de vannes papillon s'accompagne de sérieuses limitations. Ignorez-les à vos risques et périls.

Le monstre de la cavitation

C'est le plus important.

Lorsque vous utilisez une vanne papillon, vous créez essentiellement une restriction qui entraîne une chute de pression. Si cette chute de pression est suffisamment importante, vous obtenez une cavitation - des bulles de vapeur se forment et s'effondrent violemment.

Le résultat ?

• Bruit (on dirait des cailloux dans un mixeur)
• Vibrations
• Érosion rapide des composants de la valve
• Défaillance catastrophique potentielle

J'ai vu des vannes papillon détruites par la cavitation en moins de six mois. Ce n'est pas beau à voir.

Mauvais contrôle aux faibles ouvertures

Voici une chose dont la plupart des gens ne se rendent pas compte :

Les vannes papillon ont des caractéristiques de débit terribles lorsqu'elles sont ouvertes à moins de 30%. La relation entre la position du disque et le débit est fortement non linéaire dans cette plage.

Qu'est-ce que cela signifie en pratique ?

En faisant passer le disque de 10% à 20% ouvert, vous pourriez tripler votre débit. Ce n'est pas exactement ce que vous souhaitez lorsque vous essayez d'affiner un processus.

Augmentation de l'usure et de la maintenance

Lorsque vous utilisez une vanne papillon pour un étranglement constant, vous exercez une pression continue :

• Le siège de la soupape
• Les bords du disque
• Les paliers de l'arbre

Cette usure accélérée implique une maintenance plus fréquente et une durée de vie plus courte de la vanne. Je constate généralement que les vannes papillon d'étranglement doivent être remplacées 2 à 3 fois plus souvent que les vannes utilisées pour le service marche/arrêt.

Des caractéristiques de conception qui améliorent le Throttling

Toutes les vannes papillon ne sont pas égales.

Si vous envisagez d'en utiliser un pour l'étranglement, recherchez les caractéristiques suivantes :

Conceptions haute performance

Vannes papillon à double et triple excentration gèrent l'étranglement beaucoup mieux que les conceptions concentriques de base.

Pourquoi ?

La conception décalée signifie que le contact avec le siège a lieu plus tard dans le cycle de fermeture, ce qui réduit l'usure pendant les positions d'étranglement.

Profils des disques spéciaux

Certains fabricants proposent des vannes papillon avec :

• Disques V-port
• Disques caractérisés
• Motifs en queue de poisson

Ces modifications améliorent le contrôle du débit, en particulier à des pourcentages d'ouverture plus faibles.

Matériaux de garniture trempés

Les sièges souples standard ne sont pas suffisants pour un service d'étranglement.

Cherchez :

• Disques à facettes de stellite
• Sièges en métal
• Revêtements céramiques

Oui, ils coûtent plus cher. Mais ils dureront beaucoup plus longtemps dans des conditions d'étranglement.

Meilleures pratiques pour un succès sans entrave

Vous souhaitez utiliser les vannes papillon sans les maux de tête ? Suivez ces conseils :

La règle des 30-70

Gardez votre vanne papillon entre 30% et 70% ouverte pendant le fonctionnement normal de l'étranglement.

Ce "sweet spot" vous permet d'obtenir

• Meilleur contrôle des flux
• Réduction des turbulences
• Moins d'usure des composants

La bonne taille

Voici un conseil qui va à l'encontre de l'intuition :

Parfois, un plus petit permet un meilleur contrôle de l'étranglement. Une vanne papillon de 6 pouces fonctionnant à 60% ouverte donne souvent de meilleurs résultats qu'une vanne de 8 pouces fonctionnant à 30% ouverte.

Contrôle et maintenance

Établissez un calendrier d'inspection régulier. Rechercher.. :

• Modèles d'usure des sièges
• Érosion du bord du disque
• Jeu de l'arbre
• Taux de fuite

La détection précoce des problèmes peut faire la différence entre un remplacement de siège de $500 et un remplacement de soupape de $5 000.

Quand choisir des vannes alternatives

Ne nous voilons pas la face :

Parfois, une vanne papillon n'est tout simplement pas l'outil adéquat.

Les robinets à soupape sont à considérer dans les cas suivants :

• Vous avez besoin d'un contrôle précis du débit
• La perte de charge est supérieure à 100 PSI
• Vous manipulez des fluides érosifs ou corrosifs
• L'application est essentielle au contrôle des processus

Envisager des vannes de contrôle lorsque :

• Vous avez besoin d'une modulation automatisée
• Une mesure du débit est nécessaire
• Le processus exige une répétabilité exacte

Histoire d'une réussite dans le monde réel

Voici un exemple qui illustre bien cette idée :

Une usine de traitement des eaux que j'ai consultée utilisait des robinets à soupape pour l'étranglement de ses conduites de distribution de 16 pouces. Ces vannes étaient coûteuses et nécessitaient une maintenance importante.

Nous avons opté pour des vannes papillon à haute performance avec des disques caractérisés, en les maintenant dans la plage ouverte 40-60% pendant le fonctionnement normal.

Le résultat ?

• 70% réduction des coûts des vannes
• Un contrôle du débit adéquat pour leurs besoins
• Intervalles d'entretien portés de 6 mois à 2 ans

La clé était de comprendre leur réel les exigences en matière de contrôle par rapport à leur supposé exigences.

Faire le bon choix

Les vannes papillon peuvent-elles donc être utilisées pour l'étranglement ?

Absolument - lorsqu'il est appliqué correctement.

Le secret consiste à adapter la vanne à votre application spécifique. N'essayez pas de forcer une vanne papillon à jouer un rôle d'étrangleur de haute précision. Mais ne les négligez pas pour des applications de contrôle modérées où leurs avantages en termes de coût et de taille sont parfaitement justifiés.

Rappelez-vous :

Le meilleur choix de vanne n'est pas toujours l'option la plus chère ou la plus sophistiquée. C'est celui qui répond à vos besoins réels de manière fiable et économique.

Prenez le temps d'analyser honnêtement vos besoins en matière d'étranglement. Prenez en compte les pertes de charge, les besoins en précision de contrôle et les possibilités de maintenance.

Vous constaterez alors que les vannes papillon peuvent effectivement être d'excellents dispositifs d'étranglement - dans les applications appropriées.