Types de vannes de contrôle 101 : Guide du débutant pour les systèmes de contrôle

Qu'est-ce qu'une vanne de régulation ? Une introduction de base

Exploration des types de vannes de contrôle

Basé sur les caractéristiques de la perte de charge

• Vannes de régulation à soupape: Il s'agit des vannes de régulation à soupape les plus courantes pour la régulation précise du débit dans les systèmes présentant des différences de pression élevées. Grâce à leur conception à mouvement linéaire, elles permettent des réglages précis, ce qui les rend adaptées à des processus tels que le traitement chimique ou le contrôle de la vapeur. Par exemple, les robinets à soupape sont capables de fonctionner avec des chutes de pression supérieures à 20 bars et sont très précis dans leur fonctionnement.
• Vannes papillon: Les vannes papillon sont idéales pour les applications où une faible perte de charge est souhaitable et où l'encombrement et le coût sont des facteurs à prendre en compte. Elles sont généralement installées dans les systèmes CVC, les unités de traitement de l'air et les grandes canalisations. Bien qu'elles ne soient pas aussi précises que les robinets à soupape, elles sont très efficaces car elles permettent un écoulement avec une résistance minimale.
• Vannes à bille: Les robinets à tournant sphérique se caractérisent par une faible perte de charge et la possibilité d'atteindre un niveau élevé de fermeture. Ils sont idéaux pour les applications où des opérations fréquentes sont nécessaires, par exemple pour la régulation du débit de gaz ou la manipulation de boues. En raison de leur faible résistance à l'écoulement, ils sont économes en énergie dans les grands systèmes.

Basé sur le profil de mouvement de l'élément de contrôle

• Robinets à soupape: Ils utilisent un mouvement rectiligne pour ouvrir ou fermer des positions et sont idéaux pour les applications qui nécessitent un réglage fin du débit.
• Vannes à guillotine: Les robinets-vannes ne conviennent pas pour les services d'étranglement, mais sont utilisés pour les services tout ou rien. Lorsqu'ils sont complètement ouverts, ils offrent une voie d'écoulement régulière et, en tant que tels, ils conviennent aux pipelines qui transportent des liquides ou des boues.
• Vannes à membrane: Ce sont des vannes à mouvement linéaire qui conviennent le mieux aux applications où le fluide est hautement corrosif ou abrasif. Le diaphragme flexible sépare les fluides et assure la durabilité nécessaire et un fonctionnement propre.

• Vannes papillon: Ils comprennent le type de disque rotatif et sont utilisés dans les systèmes où un fonctionnement fréquent est nécessaire avec une faible perte de charge.
• Vannes à bille: Ils sont dotés d'un élément de fermeture sphérique qui pivote de 90 degrés afin d'ouvrir ou de fermer le flux. Ils sont très efficaces pour une fermeture rapide et sûre.
• Vannes à bouchon: Les vannes à clapet fonctionnent grâce à un clapet cylindrique ou conique qui est fileté pour tourner dans le corps de la vanne. Ils sont petits et robustes et conviennent pour une utilisation fréquente dans des applications chimiques ou pétrolières.

Les vannes rotatives sont généralement plus rapides et plus compactes que les vannes linéaires et sont utilisées dans les applications où une réponse rapide est nécessaire et où l'espace est limité.

Basé sur la fonctionnalité

• Vannes de mélange: Ils sont utilisés pour mélanger deux ou plusieurs flux de fluides à une température ou une concentration souhaitée. Ils sont couramment utilisés dans les systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation où la stabilité de la température est d'une importance capitale.
• Vannes de dérivation: Les vannes de dérivation permettent de transférer le débit d'une canalisation à une autre. Elles sont couramment utilisées dans les systèmes où les fluides doivent être distribués de manière sélective, par exemple dans la production de médicaments.
• Vannes à bouchon: Durables et simples à utiliser, les robinets à tournant conique sont utilisés dans les industries chimiques et pétrolières. Leur conception les rend fiables dans des conditions caractérisées par une pression élevée ou des conditions corrosives.
• Vannes à membrane: Ces vannes sont idéales pour les applications impliquant des boues, des fluides à haute viscosité et des fluides hautement corrosifs. Elles sont relativement faciles à utiliser et peuvent assurer l'étanchéité, ce qui les rend adaptées aux industries agro-alimentaires et pharmaceutiques.

Basé sur la méthode d'actionnement

• Les vannes manuelles sont celles qui sont actionnées à la main, généralement au moyen d'un volant ou d'un levier. Elles sont simples et bon marché et conviennent aux systèmes à petite échelle ou aux circonstances dans lesquelles le réglage est rarement effectué. Leur fonctionnement est beaucoup plus lent et moins précis que celui des vannes automatisées, mais elles offrent le type de fiabilité nécessaire pour les applications dont le débit est faible ou modéré.

• Les vannes pneumatiques sont des vannes dont le fonctionnement est assuré par de l'air comprimé. Elles sont très appréciées dans les applications industrielles telles que les usines de traitement chimique et les moulins à huile, où la rapidité de réponse et la facilité d'utilisation sont primordiales. Les vannes pneumatiques sont également utilisées dans des conditions dangereuses en raison de l'absence d'étincelles électriques. Mais elles nécessitent toujours de l'air comprimé frais et peuvent être moins précises que les vannes électriques.

• Les vannes électriques sont actionnées par des moteurs électriques. Elles sont très précises et peuvent facilement être intégrées dans un système d'automatisation. Elles sont particulièrement adaptées aux systèmes nécessitant un haut degré de contrôle, par exemple dans les usines de traitement de l'eau ou les systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation. Les vannes électriques sont généralement un peu plus lentes que les vannes pneumatiques, mais elles offrent une résolution très élevée et sont principalement utilisées lorsqu'il n'y a pas d'air comprimé et que l'environnement est très propre.

• Ils sont utilisés dans les applications qui requièrent une force élevée, notamment dans l'équipement industriel lourd, les applications marines ou l'industrie du pétrole et du gaz naturel. Les actionneurs hydrauliques sont capables de supporter des pressions élevées et des charges importantes et sont donc idéaux pour les applications exigeantes et soumises à de fortes contraintes. Néanmoins, le système de fluide hydraulique doit être géré de manière à éviter les fuites et à garantir un fonctionnement efficace de l'appareil.

Applications des vannes de régulation dans diverses industries

• Robinets à soupape: Grâce à leur contrôle précis du débit, ils améliorent la précision du contrôle et conviennent à la régulation du débit de produits chimiques ou de réactions à haute pression.
• Vannes à membrane: Ils sont principalement utilisés pour les milieux corrosifs et abrasifs car leur construction ne permet pas la contamination et résiste aux produits chimiques.
• Vannes à bouchon: Appréciés pour leur fiabilité, les robinets à tournant conique sont utilisés dans les applications à cadence élevée et dans les processus impliquant des fluides à haute viscosité ou corrosifs.

• Vannes à guillotine: Les pompes à eau sont souvent utilisées dans les services de marche/arrêt des pipelines de transport de pétrole brut en raison de leurs caractéristiques d'écoulement total ou d'arrêt complet.
• Vannes à bille: Ces vannes conviennent aux conduites de gaz car elles agissent rapidement et assurent une fermeture positive pour minimiser les fuites.
• Vannes papillon: Appliqué dans les processus de raffinage où une faible perte de charge et une petite taille sont souhaitables, par exemple dans les usines de traitement du gaz.

• Vannes papillon: Légers et économiques, ils sont utilisés pour gérer le flux d'air dans les grandes gaines de chauffage, de ventilation et de climatisation.
• Vannes de mélange: Ils contrôlent le flux d'eau chaude et d'eau froide afin d'obtenir les bonnes températures dans les systèmes de chauffage et de refroidissement.
• Robinets à soupape: Contrôler le débit d'eau dans les systèmes de refroidissement et d'eau chaude pour améliorer l'utilisation de l'énergie dans les grands bâtiments.

• Vannes à bille: En raison de leur capacité à se fermer très hermétiquement, ils conviennent aux applications d'eau propre et à la manipulation de grandes canalisations.
• Vannes à guillotine: Utilisé à des fins de marche/arrêt dans les grands systèmes d'alimentation en eau où l'eau peut continuer à s'écouler lorsque la vanne est complètement ouverte.
• Vannes papillon: Contrôler facilement le débit dans les systèmes d'assainissement et fournir une large gamme de services durables et fiables dans des conditions corrosives.

• Robinets à soupape: Ils sont largement utilisés dans la régulation de la vapeur dans des conditions de haute pression et de haute température pour l'efficacité des turbines.
• Vannes à actionneur électrique: Ils sont très importants dans les centrales électriques car ils permettent un contrôle précis et automatique des processus tels que l'alimentation en eau de la chaudière. Sans eux, une intervention manuelle constante entraînerait une perte de temps, une augmentation de la main-d'œuvre et un risque accru d'erreurs. Leur précision garantit un fonctionnement régulier de la turbine, une efficacité accrue de la conversion de l'énergie et une plus grande fiabilité du système.
• Vannes à membrane: Appliqué à l'eau de refroidissement et à la gestion des fluides abrasifs ou contenant des produits chimiques dans les systèmes auxiliaires des centrales électriques.

• Vannes à membrane: Ils ne se contaminent pas facilement grâce à leur conception propre, ce qui élimine tout risque de contamination. Ils sont idéaux pour la manipulation de liquides tels que les ingrédients, les sirops et les produits de nettoyage.
• Vannes de mélange: Utilisé pour le mélange des ingrédients ou la régulation de la chaleur dans des opérations telles que la pasteurisation.
• Vannes papillon: Ils sont légers et peuvent être facilement lavés ; ils sont utilisés pour réguler le débit dans la production de boissons.

• Vannes à bille: Généralement utilisé dans les canalisations de boues, où il est nécessaire d'avoir une fermeture très étroite et une grande résistance à l'usure.
• Vannes à bouchon: Grâce à leur construction, ils sont bien adaptés aux applications où l'équipement est fréquemment utilisé dans des conditions hostiles.

• Vannes à membrane: Courant dans les applications où la contamination n'est pas souhaitable dans les systèmes contenant des fluides critiques tels que les vaccins ou les médicaments.
• Robinets à soupape: Utilisé dans les applications de dosage où une grande précision est requise ou dans les applications en salle blanche.
• Vannes à actionneur électrique : Ils sont largement utilisés dans les industries pharmaceutiques et biotechnologiques car un contrôle précis est nécessaire pour des processus tels que le dosage et le mélange. Sans eux, le contrôle manuel peut entraîner des imprécisions, des contaminations et des incohérences dans le processus de production.

Les vannes de contrôle sont utilisées dans presque toutes les industries, et leur utilisation dépend des exigences de l'industrie en question. Dans la fabrication de produits pharmaceutiques pour un dosage précis, ou dans la manipulation de pipelines de pétrole brut à haute pression, chaque type de vanne, qu'il s'agisse d'un robinet à soupape, d'un robinet à papillon, d'un robinet à membrane ou d'un robinet à boisseau sphérique, présente des avantages. La connaissance des besoins spécifiques de chaque industrie est utile lorsqu'il s'agit de choisir une vanne qui offrira la meilleure sécurité, la meilleure fiabilité et les meilleures performances.

Facteurs à prendre en compte lors du choix des types de vannes de contrôle

• Les actionneurs pneumatiques sont utilisés dans les industries en raison de leur faible coût, de leur grande fiabilité et de leur temps de réponse court. Grâce à leur souplesse d'utilisation dans des conditions de température allant de -40°C à 200°C, ils conviennent à des conditions telles que les industries chimiques. Mais ils nécessitent une alimentation constante en air comprimé, ce qui peut être très coûteux à installer et à entretenir. De plus, la compression de l'air dans le système pose un problème de gaspillage d'énergie, ce qui peut entraîner une consommation d'énergie élevée. Cependant, ils sont suffisamment sensibles et puissants pour être utilisés fréquemment.

• Les actionneurs électriques sont utilisés lorsqu'une précision et un contrôle élevés sont nécessaires, par exemple dans la fabrication de médicaments. Ils peuvent atteindre une précision de contrôle aussi faible que 0,1% du point de consigne et conviennent donc aux processus qui exigent une grande précision. Ils sont non pneumatiques et ne font donc pas de bruit. Ce sont des systèmes propres qui n'utilisent pas d'air comprimé, ce qui les rend idéaux pour les environnements propres. Bien que leur temps de réponse soit légèrement plus lent que celui des actionneurs pneumatiques, ils sont plus économes en énergie et nécessitent moins d'entretien à long terme. Ces caractéristiques font que les actionneurs électriques conviennent aux processus qui nécessitent une grande précision et une grande propreté.

• Les actionneurs hydrauliques sont idéaux pour les applications nécessitant une force élevée, comme l'exploitation minière ou le forage en mer. Ils peuvent fonctionner sous une pression allant jusqu'à 300 bars et offrent un excellent contrôle pour les applications à haute intensité. Cependant, les systèmes hydrauliques sont connus pour être vulnérables aux fuites de fluide, ce qui est coûteux à réparer et peu respectueux de l'environnement. Ce risque, associé au fait qu'ils nécessitent plus d'entretien, fait qu'ils ne conviennent qu'à certaines applications à forte charge.

Conseils de maintenance et d'optimisation pour la performance des vannes de contrôle

Conclusion