OBTENIR DES INFORMATIONS SUR LE SCHÉMA DE LA VANNE À DIAPHRAGME

Qu'est-ce qu'une vanne à membrane ?

Les vannes à membrane tirent leur nom d'un disque flexible qui entre en contact avec un siège situé en haut du corps de la vanne pour former un joint. Un diaphragme est un élément flexible sensible à la pression qui transmet la force pour ouvrir, fermer ou contrôler une vanne. Les vannes à membrane sont apparentées aux vannes à manchon, mais utilisent un diaphragme en élastomère, au lieu d'un revêtement en élastomère dans le corps de la vanne, pour séparer le flux d'écoulement de l'élément de fermeture.

Comment fonctionnent les vannes à membrane ?

Les vannes à membrane sont simples en termes de construction et de fonctionnement. Un actionneur de vanne est en contact avec la membrane interne (ou « diaphragme ») de la vanne dans sa position ouverte. Lorsque l'utilisateur souhaite fermer la vanne, l'actionneur est enfoncé et/ou tourné et la membrane est poussée dans le bord du barrage solide, fermant ainsi la vanne. Certaines vannes à membrane peuvent également avoir des positions semi-ouvertes/restreintes où la membrane est partiellement fermée, permettant un débit étranglé à travers la vanne. Dans la section suivante, nous examinerons les grandes catégories de vannes à membrane et les domaines dans lesquels elles sont les plus utiles.

Types de vannes à membrane

Vannes à membrane de type déversoir

La vanne à membrane de type déversoir est l'une des conceptions les plus courantes disponibles et correspond à celle illustrée à la figure 2 ci-dessus. La conception à lèvre/selle surélevée est la mieux adaptée au contrôle de petit débit et reste étanche grâce au chapeau sur le diaphragme et l'actionneur. Cette conception est optimale pour les liquides et gaz dangereux ou corrosifs, car toute défaillance de la membrane sera contenue par ce capot. De plus, le corps incliné rend cette vanne intrinsèquement auto-drainante, mais cette vidange peut se produire dans les deux sens de la vanne, ce qui peut ne pas être optimal pour certaines applications. La vanne de type déversoir est principalement spécifiée pour les fluides propres et homogènes, car des boues visqueuses et des sédiments peuvent s'accumuler de chaque côté de la selle. On les trouve le plus souvent dans des processus tels que les applications alimentaires/chimiques, la production de gaz, les applications corrosives et l'eau.

Vannes à membrane de type droit

La vanne à membrane directe est structurellement similaire aux types à déversoir ; cependant, il ne contient pas la selle caractéristique et a plutôt un chemin complètement droit. Leurs membranes sont généralement plus flexibles et permettent une distance de déplacement plus longue, car elles doivent toucher tout le bas de la valve. Ces vannes doivent souvent être entretenues/remplacées, car leur durée de vie est généralement inférieure à celle des conceptions à déversoir en raison de leurs membranes plus flexibles. Les vannes à membrane directe sont utilisées pour les boues, les fluides visqueux et d'autres applications où le blocage doit être réduit. Ils sont également utiles pour les régimes d'écoulement bidirectionnels, car il n'y a pas de selle pour empêcher le passage rapide de l'entrée à la sortie.

Pièces de vanne à membrane

Les composants des vannes à membrane sont les suivants :

Capot de vanne à membrane

Le chapeau sert de couvercle supérieur et est boulonné au corps de la vanne. Il protège le compresseur, la tige, le diaphragme et les autres composants non mouillés de la vanne à membrane.

Corps de vanne à membrane

Le corps de vanne est le composant directement connecté à la canalisation dans laquelle passe le fluide. La zone d'écoulement à l'intérieur du corps de vanne dépend du type de vanne à membrane.

Le corps de la vanne et le chapeau sont fabriqués à partir de matériaux solides, rigides et résistants à la corrosion.

Diaphragme de vanne à membrane

Le diaphragme est constitué d'un disque polymère hautement élastique qui descend jusqu'à toucher le bas du corps de la vanne pour limiter ou obstruer le passage du fluide. La membrane se soulève si le débit de fluide doit être augmenté ou si la vanne doit être complètement ouverte. Le fluide circule sous le diaphragme. Cependant, ce composant limite la température et la pression de fonctionnement de la vanne en raison du matériau et de la structure du diaphragme. Il doit également être remplacé périodiquement puisque ses propriétés mécaniques se dégradent au cours de son utilisation.

Le diaphragme isole les composants non mouillés (compresseur, tige et actionneur) du fluide en circulation. Par conséquent, les solides et les fluides visqueux sont moins susceptibles d’interférer avec le mécanisme de fonctionnement de la vanne à membrane. Cela protège également les composants non mouillés de la corrosion. À l’inverse, le fluide présent dans le pipeline ne sera pas contaminé par le lubrifiant utilisé pour faire fonctionner la vanne.

Matériau du diaphragme de la vanne à membrane

Type non doublé ou doublé de caoutchouc

• NR/caoutchouc naturel
• NBR/Nitrile/Buna-N
• EPDM
• FKM/Viton
• BUNA-N
• SI/caoutchouc silicone
• Cuir

Type de plastique fluoré

• FEP, avec support EPDM
• PTFE, avec support EPDM
• PFA, avec support EPDM

Compresseur de valve à membrane

Le compresseur est un disque situé entre la tige de valve et le diaphragme. Il soutient la vanne à membrane et répartit les forces de la tige lors du mouvement linéaire. La conception du compresseur est optimisée pour offrir une meilleure limitation et un meilleur contrôle du débit.

Tige de vanne à membrane

La tige est un arbre vertical relié au compresseur qui exerce un mouvement linéaire pour déplacer à la fois le compresseur et le diaphragme, faisant ainsi fonctionner la vanne à diaphragme. Il transmet le mouvement exercé par l'actionneur. Les vannes à membrane peuvent avoir des tiges à piston ou filetées. Comme leur nom l'indique, les vannes à piston sont déplacées par un ensemble piston à l'intérieur du chapeau, la tige de vanne agissant probablement comme tige de piston. Ce type nécessite une force linéaire exercée par la pression du fluide. Les vannes à tige filetée ont un écrou de tige correspondant. Ce type nécessite un couple pour déplacer linéairement la tige, ainsi qu'une lubrification pour un mouvement fluide.

Les tiges filetées des vannes à membrane peuvent avoir un mécanisme montant ou non montant :

• Tige montante: Les tiges montantes ou indicatrices s'étendent dans leur longueur jusqu'au volant. Lorsque le volant est tourné, la tige monte ou descend pour ouvrir ou fermer la vanne, respectivement. Par conséquent, il est plus facile de déterminer le degré d’ouverture de la vanne en examinant la quantité de tige exposée. Cependant, les tiges montantes prennent plus de place que les tiges non montantes.
• Tige non montante : Les tiges non montantes ou non indicatrices sont tournées pour ouvrir ou fermer la vanne, mais cela ne fait pas monter ou descendre la tige. Les vannes à tige non montante sont utilisées dans des espaces limités, comme dans les systèmes de canalisations souterraines.

Avantages et inconvénients des vannes à membrane

Avantages	Désavantages
Extrêmement propre	Ne peut être utilisé qu'à des températures modérées (-60 à 450 ºF)
Joint anti-fuite	Ne peut être utilisé qu'à des pressions modérées (environ 300 psi)
Fermeture étanche	Ne peut pas être utilisé dans des opérations multi-tours
Entretien facile	Aucune dimension face à face standard de l'industrie
Les réparations peuvent être effectuées sans interrompre le pipeline	Le corps doit être fabriqué dans un matériau résistant à la corrosion
Réduire les fuites vers l’environnement