Qu'est-ce que les vannes à soupape ? La fonction du robinet à soupape dans le système de canalisation

La vanne à soupape est une vanne qui repose sur la pression de la tige de vanne de sorte que la surface d'étanchéité du clapet de vanne et la surface d'étanchéité du siège de vanne soient étroitement ajustées pour arrêter l'écoulement du fluide, qui appartient à la vanne de type à étanchéité forcée. , tandis que le robinet à soupape peut également réguler le débit dans le pipeline, adapté aux occasions nécessitant un étranglement fréquent, largement utilisé dans les pipelines des usines chimiques.

Types de robinets à soupape

Modèle en T/vanne à soupape droite

La conception de vanne en T est le type de corps de vanne le plus courant, qui présente un chemin d'écoulement d'entrée et de sortie de 180° dans la même direction et un réglage horizontal du siège de vanne permettant à la tige et au disque de se déplacer perpendiculairement à la ligne horizontale. Cette conception a un faible coefficient de débit et une faible perte de charge. Ils sont utilisés dans des services d'étranglement sévères tels que le contournement autour des vannes de régulation. Les vannes à soupape en T peuvent également être utilisées lorsqu'un étranglement est requis sans tenir compte de la chute de pression.

Robinets à soupape — Vannes à soupape à modèle TEE

Vanne à soupape de type Y

La tige du robinet à soupape de type Y forme un angle avec le siège de soupape, d'environ 45 degrés. Avec un chemin d'écoulement plus droit à pleine ouverture et une résistance minimale à l'écoulement, c'est le robinet à soupape le moins résistant à l'écoulement. Les surfaces d'étanchéité du siège et du rabat peuvent être soudées avec du carbure et peuvent rester ouvertes pendant de longues périodes sans érosion importante. Lorsqu'ils sont utilisés dans des drains normalement fermés, ils peuvent être passés à travers une tige pour éliminer les débris.

Vanne à soupape coudée

La conception du robinet à soupape d'angle est une modification de la vanne d'arrêt à 3 voies de base. Ces robinets à soupape ont des angles de 90 degrés aux deux extrémités et le débit de fluide ne représente qu'un tour de 90 degrés, ce qui leur permet d'être installés à angle droit par rapport au système de tuyauterie, évitant ainsi le besoin de coudes à 90°. Ils sont utilisés dans les applications à flux pulsé car ils ont la capacité de gérer l’effet de boue de ce type de flux. Ce type de vanne est particulièrement adapté aux systèmes de production d'ammoniac et aux systèmes de réfrigération des usines d'engrais.

Construction des robinets à soupape

Les vannes à soupape sont constituées d'un corps de vanne, d'un disque de vanne, d'un chapeau de vanne et d'une tige de vanne. La partie d'ouverture et de fermeture du robinet à soupape est un disque de vanne en forme de bouchon avec une surface d'étanchéité plate ou conique, qui se déplace linéairement le long de la ligne centrale du fluide. La tige fonctionne en type à levage (la tige est tournée de haut en bas par le volant, qui reste dans sa position) et en type à levage rotatif (le volant et la tige tournent et montent et descendent ensemble, le contre-écrou est situé sur la vanne corps).

Comment fonctionnent les vannes à soupape ?

La vanne à soupape est une vanne à joint forcé où une pression doit être appliquée sur le disque/bouchon pour établir un joint étanche lorsque la vanne est fermée. Lorsque le fluide pénètre dans la vanne par le dessous du clapet, la résistance à vaincre par la force de fonctionnement est le frottement de la tige et de la garniture ainsi que la force générée par la pression du fluide. Lorsque la force nécessaire pour fermer la vanne est supérieure à la force nécessaire pour ouvrir la vanne, le diamètre de la tige doit être augmenté pour éviter toute distorsion et flexion de la tige.

Avec l'introduction du robinet à soupape à joint de pression, la direction du flux de fluide dans le robinet à soupape est modifiée du dessus du clapet de la vanne vers la cavité de la vanne. Dans ce cas, la pression du fluide réduira la force de fermeture de la vanne et augmentera la force d'ouverture de la vanne, de sorte que le diamètre de la tige puisse être réduit en conséquence. En même temps, ce type de vanne est relativement étanche sous l'action du fluide.

La fonction des vannes à soupape dans le système de canalisations

Les vannes à soupape conventionnelles peuvent servir d'isolateurs et de vannes d'étranglement. Bien que les vannes à soupape aient une chute de pression légèrement plus élevée que les vannes à passage direct (telles que les vannes à vanne, à boisseau et à bille), elles peuvent être utilisées lorsque la chute de pression à travers la vanne n'est pas un facteur de contrôle.

Les vannes à soupape sont largement utilisées pour contrôler le débit. La plage de contrôle du débit et la chute de pression doivent être prises en compte lors de la conception de la vanne pour éviter toute défaillance et garantir un service satisfaisant. Les vannes destinées aux services d'étranglement à pression différentielle élevée nécessitent des tiroirs spécialement conçus.

En général, la pression différentielle maximale à travers le clapet de la vanne ne doit pas dépasser 20% de la pression maximale en amont ou 200 psi (1 380 kPa), selon la valeur la plus basse. Pour les applications dépassant ces limites de pression différentielle, les vannes peuvent être conçues avec des éléments internes spéciaux.