Quelles sont les fonctions de base des vannes ? Types de vannes courantes

La fonction principale d'une vanne est de réguler le débit d'un fluide. Dans les systèmes de tuyauterie, le terme « fluide » désigne non seulement les liquides comme l'eau, l'huile et les solutions chimiques, mais aussi les gaz tels que la vapeur, l'air comprimé, le gaz naturel, les gaz de combustion, et même les boues contenant des particules solides.

Dans la pratique, les rôles des vannes se répartissent généralement en cinq grands groupes.

1. Connexion et arrêt du support

De nombreuses installations de canalisations ne nécessitent que deux positions : complètement ouverte ou complètement fermée. Le fluide circule librement. Lorsque la vanne est complètement fermée, les surfaces d'étanchéité se pressent fermement l'une contre l'autre, interrompant ainsi totalement le flux.

Les vannes d'arrêt typiques comprennent les vannes à guillotine, les vannes à bille et certaines vannes papillon.

Par exemple, le robinet d'arrêt principal dans la plomberie domestique ou le robinet d'arrêt principal dans les conduites de gaz remplissent exactement cette fonction.

2. Régulation du débit et de la pression

Dans de nombreux procédés industriels, le débit des fluides n'est pas constant. Il doit être ajusté en fonction des besoins opérationnels. Les vannes assurent cette fonction en modifiant la section de passage entre le noyau et le siège. Ceci permet de contrôler le débit. Elles influent également, indirectement, sur la pression en aval.

Les vannes conçues pour l'étranglement et la régulation nécessitent généralement :

• Caractéristiques d'ouverture et de fermeture en douceur
• Haute précision de contrôle
• Bonne stabilité sur une large plage de débits

Les vannes couramment utilisées pour cela comprennent les vannes à globe, les vannes de régulation et certaines vannes papillon.

3. Modification du sens d'écoulement du milieu

Les installations complexes de canalisations nécessitent souvent de dévier, mélanger ou rediriger les fluides afin de répondre aux exigences du procédé. Certaines vannes possèdent plusieurs voies d'écoulement internes, permettant ainsi aux opérateurs de modifier le sens de circulation du fluide.

Les vannes les plus couramment utilisées pour cette application sont les vannes à trois voies et les vannes à quatre voies. Elles permettent une grande flexibilité dans la configuration des canalisations et réduisent le nombre de raccords nécessaires.

4. Prévention du reflux du milieu

La plupart des systèmes de canalisations nécessitent un écoulement dans une direction précise. Un écoulement inverse peut engendrer de graves problèmes, tels que : inversion de rotation de la pompe, dommages aux équipements.

• Contamination des milieux de traitement
• Instabilité de la pression du système

clapets anti-retour (Également appelés clapets anti-retour) empêchent ces problèmes. Ils fonctionnent automatiquement, sans intervention manuelle.

Lorsque le fluide circule dans le bon sens, la pression ouvre la vanne. Si le flux s'inverse, la vanne se ferme automatiquement. Elle fonctionne grâce à la gravité, à la force d'un ressort ou à la pression inverse.

5. Décompression et protection de sécurité

Les systèmes sous pression présentent des risques importants liés à une pression excessive. Cela peut provoquer des explosions, des ruptures de canalisations ou des pannes d'équipement. Des soupapes de sécurité sont installées pour évacuer automatiquement la surpression.

Lorsque la pression dépasse une limite fixée :

• • La vanne s'ouvre toute seule
  • Débits de fluides excédentaires
  • La pression revient à un niveau sûr

Une fois la pression revenue à la normale, la vanne se referme. Ceci préserve l'intégrité du système.

Les soupapes de sécurité courantes comprennent :

• • soupapes de sécurité
  • soupapes de décharge de pression

Les vannes présentent de nombreuses différences de structure et de conception. Selon leur fonctionnement et leur composition interne, les vannes industrielles courantes se répartissent généralement en huit grands types.

1. Vanne à guillotine

vannes à guillotineElles figurent parmi les vannes d'arrêt les plus utilisées dans les réseaux de tuyauterie industriels. L'élément de fermeture est un clapet qui se déplace verticalement dans le sens de l'écoulement.

2. Valve à globe

soupapes à globeElle comporte un élément de fermeture de type disque. Celui-ci se déplace le long de l'axe central du siège de soupape.

Comparées aux vannes à guillotine, les vannes à globe présentent une résistance à l'écoulement plus élevée. Cependant, elles offrent une étanchéité et une capacité de contrôle bien supérieures.

3. Vanne à bille

vannes à billeElles comportent un élément de fermeture sphérique avec un alésage central. Une rotation de 90 degrés de la bille permet une ouverture ou une fermeture rapide.

4. Vanne papillon

vannes papillonL'élément de fermeture est un disque rotatif. Ce disque tourne autour d'un axe pour réguler le débit du fluide.

5. Clapet anti-retour

clapets anti-retour Arrêt automatique du reflux dans les canalisations.

6. Soupape de sécurité

soupapes de sécurité Dispositif de protection. Il relâche automatiquement la pression lorsque la pression du système dépasse les limites de sécurité.

7. Valve de réduction de pression

soupapes de réduction de pression Elles réduisent la pression du fluide entrant. Elles maintiennent une pression aval stable malgré les variations en amont.