1. Robinet à bille à tourillon

1.1 Qu'est-ce qu'un Robinet à tournant sphérique monté sur tourillon?

Le robinet à tournant sphérique monté sur tourillon est un type de robinet à tournant sphérique, également appelé robinet à tournant sphérique fixe. Le bal du robinet à boisseau sphérique monté sur tourillon est fixe et ne bouge pas lorsqu'on appuie dessus. Les robinets à tournant sphérique montés sur tourillon sont équipés d'un siège flottant. Sous l'action de la pression moyenne, le siège se déplacera pour que la bague d'étanchéité appuie fermement sur la sphère pour assurer l'étanchéité. Les roulements sont généralement installés sur les arbres supérieur et inférieur de la sphère et le couple de fonctionnement est faible, ce qui convient aux vannes haute pression et de grand diamètre.

1.2 Ensemble de robinet à tournant sphérique monté sur tourillon

La vanne est généralement assemblée avec le corps de vanne comme pièce de référence, dans l'ordre et la méthode spécifiés par le processus. Avant l'assemblage, vérifiez les pièces et composants pour éviter que les pièces qui ne sont pas ébavurées et nettoyées n'entrent dans l'assemblage final. Pendant le processus d'assemblage, les pièces doivent être manipulées avec soin pour éviter de heurter et de rayer le personnel de traitement. La clé utilisée pour le serrage ne doit pas être trop longue pour éviter que la force de pré-serrage ne soit trop importante et n'affecte la résistance du boulon. Une fois l'assemblage final réalisé, le mécanisme de commande doit être tourné pour vérifier si le mouvement des pièces d'ouverture et de fermeture de la vanne est mobile et s'il y a un blocage.

1.3 Conception du robinet à tournant sphérique

Le robinet à tournant sphérique à tourillon adopte un noyau de vanne fixe à tige supérieure et inférieure (type de support d'arbre) et une conception de siège d'étanchéité mobile, qui est plus stable en fonctionnement. Avec la fonction de compensation automatique, il existe une grande force de cisaillement et une fonction autonettoyante lorsqu'il n'y a pas d'espace entre le siège de la vanne d'étanchéité bidirectionnelle. Il est particulièrement adapté à l'on-off de fibres, de suspensions contenant de minuscules particules solides et de milieux visqueux.

1.4 Caractéristiques et performances des robinets à tournant sphérique montés sur tourillon

Les robinets à tournant sphérique montés sur tourillon conviennent à diverses canalisations de moyenne et haute pression. Ils sont utilisés pour couper ou connecter le fluide dans le pipeline. Différents matériaux sont sélectionnés. Ils peuvent être appliqués respectivement à l'eau, à la vapeur, au pétrole, au gaz liquéfié, au gaz naturel, au gaz, à l'acide nitrique, à l'acide acétique, au milieu oxydant, à l'urée et à d'autres milieux. Ils sont largement utilisés dans l’industrie pétrochimique, l’énergie électrique, la conservation de l’eau et d’autres industries. Les modes de conduite courants des vannes à bille montées sur tourillon sont l'entraînement par roue à vis sans fin, manuel, électrique et pneumatique. La plupart des robinets à tournant sphérique montés sur tourillon sont bridés, mais il existe également des robinets à tournant sphérique montés sur tourillon sous forme soudée.

2. Type flottant de robinet à bille

2.1 Qu'est-ce qu'un Robinet à bille flottant?

Le robinet à tournant sphérique flottant est un autre type de robinet à tournant sphérique. Le bal du vanne à bille flottante flotte et le siège de soupape est fixe. Sous l'action de la pression moyenne, la bille peut produire un certain déplacement et appuyer fermement sur la surface d'étanchéité de l'extrémité de sortie pour garantir l'étanchéité de l'extrémité de sortie.

2.2 Ensemble robinet à tournant sphérique flottant

(1) Nettoyez et vérifiez les pièces déposées. Il est fortement recommandé de remplacer le siège de soupape et le joint de couvercle de soupape par un kit de pièces détachées. 

(2)Assembler dans l'ordre inverse du démontage. 

(3) Serrez l'écrou de tige en utilisant le couple spécifié. 

(4) Après avoir installé le mécanisme de commande, entrez le signal correspondant pour faire tourner le noyau de la vanne en faisant tourner la tige de la vanne pour mettre la vanne en position ouverte et fermée. 

2.3 Conception du robinet à tournant sphérique flottant

Le robinet à tournant sphérique flottant a une structure simple et de bonnes performances d'étanchéité. Cependant, la charge de la sphère qui supporte le fluide de travail est entièrement transmise à la bague d'étanchéité de sortie. Par conséquent, il est nécessaire de déterminer si le matériau de la bague d’étanchéité peut résister à la charge de travail du milieu sphérique. Lorsqu'elle est soumise à une pression plus élevée, la sphère peut se déplacer. De ce fait, cette structure est généralement utilisée pour les robinets à tournant sphérique moyenne et basse pression.

2.4 Caractéristiques et performances des robinets à tournant sphérique flottant

Les caractéristiques générales du type flottant à robinet à tournant sphérique sont une petite taille, un poids léger, une structure simple et une sphère avec une fonction flottante pour mieux assurer l'étanchéité. Le robinet à tournant sphérique utilise une boule avec un trou circulaire à travers le trou comme partie d'ouverture et de fermeture, qui tourne de 0 à 90 degrés autour du centre de la tige sous l'entraînement de la tige de la vanne pour compléter la fonction d'ouverture et de fermeture. Il présente les caractéristiques d’une structure compacte et d’une commutation rapide. Il peut tourner à 90 degrés pour fermer la vanne et couper le fluide du pipeline. Le diamètre du passage sphérique est le même que le diamètre du pipeline. La résistance à l'écoulement est faible et la capacité d'écoulement est grande. La tige de valve est téléchargée, ce qui évite l'accident de pénétration de la tige de valve et assure la sécurité d'utilisation.

Robinet à tournant sphérique flottant ou tourillon

ZECO Valve est l'une des API 6D professionnelles et célèbres vanne à bille flottante et robinet à tournant sphérique fabricants en Chine.

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Qu'est-ce qu'un Robinet à tournant sphérique de type flottant?

Dans un robinet à tournant sphérique flottant, la bille est suspendue dans le fluide en écoulement et est maintenue en position par la compression de deux sièges en élastomère contre elle.

L'arbre est relié au sommet de la boule et permet le passage d'une position ouverte à une position fermée avec un mouvement quart de tour (90 degrés).

Lorsque l'arbre est déplacé, une charge est appliquée à la bille qui est pressée contre ses sièges.

Cette conception, légère et économique, convient à des alésages allant jusqu'à 10 pouces : au-delà de cette taille, les sièges de la soupape ne pourraient pas supporter des billes de plus en plus lourdes et la soupape ne fonctionnerait pas de manière sûre et efficace.

Les vannes à bille flottante permettent une fermeture bidirectionnelle du débit (comme le type à tourillon).

Comment fonctionne un robinet à tournant sphérique flottant ?

Les robinets à bille flottants sont actionnés par un arbre, ou tige, fixé au sommet de la bille qui la fait tourner de 90 degrés (un quart de tour). Lorsque la bille tourne, l'orifice est recouvert ou découvert par la paroi du corps de la vanne, libérant ou arrêtant le flux de fluide. La tige est fixée suffisamment lâchement à la bille pour que, lorsque la bille tourne sur son axe, la pression du flux pousse la bille contre son siège aval, créant ainsi un joint étanche. Pour cette raison, les vannes à bille flottante peuvent ne pas assurer une étanchéité aussi efficace dans les applications à très basse pression après une certaine usure du siège. En effet, il se peut qu'il n'y ait pas suffisamment de pression du fluide pour forcer la bille contre le siège en aval afin de créer un joint étanche. Cependant, dans la plupart des applications, la pression en aval est suffisante pour maintenir une étanchéité longue après que les sièges ont commencé à s'user.

Composants du type flottant du robinet à tournant sphérique

Les principaux composants d’un robinet à tournant sphérique flottant comprennent :
Corps de soupape – Un récipient sous pression contenant les composants nécessaires pour contrôler ou arrêter le débit dans un tuyau. Il est conçu pour relier deux ou plusieurs sections de tuyaux ou de tubes les unes aux autres.
Boule – Une sphère avec un chemin d’écoulement (trou ou tunnel) passant par son centre et un point de connexion pour un arbre pour la faire tourner.
Sièges – Disques ronds en forme de beignet qui forment un joint entre le corps et la boule.
Tige – Un arbre qui relie la bille interne à l’extérieur de la valve pour faciliter la rotation de la bille.
Emballage – Des joints flexibles qui s’adaptent autour de l’arbre et empêchent le fluide circulant à travers la vanne de s’échapper vers l’extérieur.
Bonnet – La partie du corps de la vanne qui abrite la tige et la garniture.
Opérateur ou actionneur – Un dispositif externe conçu pour faire tourner la tige de la vanne. Il peut s'agir d'un levier, d'un engrenage, d'un engrenage motorisé (actionneur électrique) ou d'un actionneur pneumatique/hydraulique.

Types de robinet à tournant sphérique  

Basé sur la conception de la balle

La conception la plus courante est la « conception à boule flottante ». Le ballon est suspendu dans le support et maintenu en place par deux anneaux d'étanchéité. Certaines vannes de haute qualité ont une « conception à tourillon ». La bille est soutenue en haut et en bas pour réduire la charge sur les sièges de soupape.

• Flottant Soupape à bille – La majorité des robinets à bille sont équipés d’une bille flottante. La bille est soutenue par les sièges de soupape.
• Tourillon Soupape à bille – Les vannes de grand diamètre et de pressions de service élevées (par exemple DN >100 mm et 30 bar) sont souvent conçues à tourillon. La boule est soutenue en bas et en haut pour réduire la charge sur les anneaux de siège. Le couple de fonctionnement est généralement plus faible pour les vannes à tourillon.

Le trou traversant la bille peut avoir différents profils tels qu'un alésage complet, un alésage réduit ou une forme en V.

• Robinet à boisseau sphérique à alésage réduit – La plupart des robinets à tournant sphérique ont un alésage réduit. En conséquence, le robinet à bille introduit des pertes par frottement dans le système. Ces pertes restent relativement faibles par rapport aux autres types de vannes. Les robinets à tournant sphérique monobloc ont presque toujours un alésage réduit.
• Passage intégral Soupape à bille – Les vannes à passage intégral ont le même diamètre d'alésage que le tuyau. L'avantage est qu'il n'y a pas de pertes de friction supplémentaires et que le système est mécaniquement plus facile à nettoyer (raclage). L'inconvénient est que la bille et le boîtier sont plus gros qu'un robinet à bille standard à alésage réduit. Le coût est donc légèrement plus élevé et cela n’est pas nécessaire pour de nombreuses applications.
• en forme de V Soupape à bille – Le trou de la bille ou du siège de soupape a un profil en forme de « V ». De ce fait, le débit souhaité peut être contrôlé plus précisément en faisant tourner la bille. En optimisant le profil, une caractéristique d'écoulement linéaire peut être approchée.

Différences entre le robinet à tournant sphérique flottant et Robinet à tournant sphérique

Quelles sont les différences entre le robinet à tournant sphérique flottant et le robinet à tournant sphérique. Il y a 5 points majeurs.

1. Apparence du robinet à tournant sphérique flottant par rapport au tourillon

Les vanne à bille flottante et le robinet à tournant sphérique sont faciles à distinguer en apparence. Si le corps de la vanne a un arbre fixe en bas, il doit s'agir du robinet à tournant sphérique.

Si le corps du robinet à tournant sphérique est doté d'un dispositif d'injection de graisse, il s'agit essentiellement d'un robinet à tournant sphérique. Cependant, s'il n'y a pas de dispositif d'injection, peut-on dire qu'il doit s'agir d'un robinet à tournant sphérique flottant ? Ceci est incorrect, car les robinets à tournant sphérique de petite taille tels que 2 pouces de 150 LB ne sont généralement pas non plus remplis de dispositif d'injection.

2. Surface d'étanchéité du tourillon par rapport au robinet à tournant sphérique flottant

Comme la bille du robinet à tournant sphérique flottant flotte, sous la pression du fluide, la bille flottante se déplacera et contre le siège en aval. Ainsi, le joint du robinet à tournant sphérique flottant appartient au joint unilatéral. La bille de le robinet à tournant sphérique ne peut pas être déplacé, les deux côtés du robinet à tournant sphérique doivent donc être scellés.

Étant donné que le principe d'étanchéité est différent, les exigences des deux robinets à bille concernant le matériau de la surface d'étanchéité sont différentes, en particulier la surface d'étanchéité du robinet à tournant sphérique flottant doit être capable de supporter la pression provoquée par la bille flottante.

3. Principe de fonctionnement du robinet à tournant sphérique flottant ou à tourillon

Le robinet à tournant sphérique flottant n'a qu'une tige supérieure et la boule peut avoir un léger déplacement, c'est pourquoi on l'appelle robinet à tournant sphérique flottant. Le robinet à tournant sphérique à tourillon a une autre tige en bas pour fixer la position de la boule, de sorte que la boule ne peut pas se déplacer.

L'étanchéité du robinet à tournant sphérique flottant est réalisée par la pression du milieu, lorsque le robinet à tournant sphérique est fermé, la bille flottante est pressée contre la surface d'étanchéité sous l'action de la pression pour réaliser l'étanchéité. Lorsque le robinet à tournant sphérique est fermé, le la balle ne produit pas de déplacement, mais les sièges flottants se déplaceront et se presseront contre la balle sous l'action de la pression du média pour réaliser l'étanchéité.

4. Demande du robinet à tournant sphérique à tourillon par rapport au flottant

Le robinet à tournant sphérique flottant convient aux moyennes et basses pressions et a généralement un petit diamètre. Le robinet à tournant sphérique à tourillon peut être utilisé dans des conditions de haute pression et sa taille peut aller jusqu'à 60 pouces.

Le robinet à tournant sphérique est une sorte de vanne à double blocage et purge (DBB), tandis que le robinet à tournant sphérique flottant scelle uniquement le côté aval. Le robinet à tournant sphérique peut bloquer les fluides en amont et en aval. Et lorsque la pression dans la cavité centrale est supérieure à la force du ressort du siège, le siège sera poussé pour ouvrir pour relâcher la pression à l'intérieur de la chambre afin d'assurer la sécurité.

5. Caractéristiques du tourillon du robinet à tournant sphérique par rapport au flottant

Par rapport aux vannes à bille flottante, les vannes à bille à tourillon sont généralement utilisées plus longtemps, ont une taille plus petite et sont plus faciles à utiliser.
 
Le robinet à tournant sphérique à tourillon a également la fonction de libération automatique de la pression. Lorsque la température du fluide dans la vanne augmente et provoque une augmentation anormale de la pression, le robinet à tournant sphérique à tourillon peut relâcher automatiquement la pression sans soupape de décharge. Ceci est très important pour assurer la sécurité de production industrielle.

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Structure du tourillon vs Robinet à bille flottant

Un robinet à tournant sphérique se compose d'une bille montée sur un tourillon en bas et reliée à une tige en haut. Ces pièces sont souvent soudées ensemble, c'est pourquoi ce type de vanne est parfois appelé vanne à boisseau sphérique à tourillon ou vanne à boisseau sphérique à tourillon entièrement soudée. Étant donné que la bille est montée et subit moins de friction et de force de pression du fluide, cette vanne nécessite moins de couple pour fonctionner.

Un robinet à tournant sphérique flottant, quant à lui, comprend une bille liée à une tige en haut mais flotte librement en bas. Il est maintenu en place par une pression de fluide et des anneaux de siège au lieu d'être monté sur un tourillon. En tant que tel, son fonctionnement nécessite un couple élevé. Il s’agit néanmoins d’une vanne d’arrêt bidirectionnelle fiable.

Conception d'un tourillon ou d'un robinet à tournant sphérique flottant

Le nom de balle « flottante » fait référence au fait que la balle est suspendue dans le milieu en écoulement et maintenue en position par la compression des deux sièges en élastomère contre elle. L'arbre est relié à une fente au sommet de la balle qui permet à la balle d'être entraînée dans un quart de tour (90 degrés). L'arbre permet un certain mouvement latéral de la balle généré par la pression en amont agissant contre la balle. Ce petit mouvement latéral produit en effet une charge sur la bille qui la plaque contre le siège aval. Ce type de conception de robinet à tournant sphérique est donc capable d'une fermeture bidirectionnelle.

La conception de la boule à tourillon résout en effet ce problème où l'arbre, la boule et le tourillon agissent comme un seul ensemble qui supporte la boule au lieu des sièges, et les sièges deviennent « flottants » dans une sorte d'inversion de la « boule flottante ». " conception. De même, la conception à bille montée sur tourillon est également capable d'assurer une étanchéité bidirectionnelle.

Robinet à tournant sphérique flottant ou tourillon

Robinet à bille flottant

• La vanne les sièges sont fixes dans le corps de vanne
• En position fermée, la bille peut bouger un peu dans le sens de l'écoulement
• Le ballon est pressé contre le en aval siège
• La pression du système agit sur le entier zone circulaire du ballon

Grande zone – Grande force

Robinet à tournant sphérique

• Les la balle est réparée en position par tourillons (roulement) et ne peut tourner que
• Les sièges peuvent bouger un peu dans le sens du flux
• Les en amont le siège est appuyé contre le ballon
• La pression du système agit sur l'anneau circulaire du siège amont

Petite zone – Petite force

Les robinets à bille flottants utilisent les sièges et le corps pour maintenir la bille en place dans le trajet d'écoulement du fluide, la force du flux directionnel poussant la bille contre les sièges en aval pour produire un joint d'étanchéité étanche. De nombreux robinets à tournant sphérique flottant sont capables d’arrêter le débit dans les deux sens. La bille est entraînée en rotation par un arbre relié au sommet qui s'étend à travers l'enceinte sous pression de la vanne pour être connecté à une poignée ou à un actionneur automatisé. La nature flottante de la bille limite l’applicabilité de cette conception aux vannes de plus petite taille et aux pressions plus faibles. À un moment donné, la pression du fluide exercée sur la surface du ballon peut dépasser la capacité des sièges à maintenir efficacement le ballon en place.

Vannes à boisseau sphérique à montage sur tourillon utilisez l'arbre de tige et, vous l'aurez deviné, un tourillon pour positionner rigidement la balle dans le corps. L'arbre et le tourillon, reliés au haut et au bas de la boule, établissent un axe de rotation vertical pour la boule et l'empêchent de se déplacer en réponse à la pression d'écoulement. Le tourillon est une goupille qui dépasse du côté inférieur de la boule. Il prend place dans une forme d'appui, généralement cylindrique, à la base du corps.

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