Qu'est-ce qu'une vanne pneumatique ?
Le terme vanne pneumatique peut désigner deux éléments différents d'un système pneumatique. A vanne de commande directionnelle achemine l'air comprimé vers un actionneur ou un vérin. A vanne de process à commande pneumatique utilise un actionneur pour ouvrir, fermer ou positionner une vanne dans une canalisation. L'actionneur est actionné par de l'air ; la vanne de process contrôle un fluide distinct, tel que l'eau, le gaz ou un fluide chimique.
Dans un ensemble classique de vannes à bille ou papillon à commande électrique (marche/arrêt), le parcours est le suivant : bouton-poussoir ou commande PLC/DCS → électrovanne → air comprimé vers l'actionneur → tige de vanne → vanne de process. La commande électrique modifie le circuit d'air ; l'air comprimé fournit la force nécessaire au déplacement de l'actionneur. Le circuit d'air et le circuit de process restent séparés. Un ensemble pneumatique à commande locale peut, à la place, utiliser une vanne de régulation d'air manuelle, tandis qu'un ensemble modulant peut utiliser un positionneur.
Comment fonctionne une vanne à commande pneumatique ?
Dans un ensemble marche/arrêt à commande électrique classique, une vanne directionnelle à solénoïde reçoit une commande électrique compatible provenant d’un bouton-poussoir sur site ou d’un système PLC/DCS. Sa bobine peut être prévue pour 24 V CC, 220 V CA ou une autre tension, selon la conception du système de commande. Lorsque la commande change, la vanne à solénoïde commute les voies d’alimentation et d’évacuation d’air comprimé vers l’actionneur. La pression d’air actionne les pistons ou la membrane de l’actionneur. L’actionneur fait alors pivoter ou se déplacer la tige de la vanne de process, modifiant ainsi la position de la vanne et le débit dans la canalisation. Le signal électrique commande la commutation ; l’alimentation en air comprimé fournit la force motrice.
Un actionneur à quart de tour sert généralement à actionner une vanne à bille ou une vanne papillon. D'autres types de vannes peuvent nécessiter un mouvement linéaire et une configuration d'actionneur différente. La pression d'air requise et la taille de l'actionneur dépendent de la vanne choisie, de ses conditions de fonctionnement et du couple ou de la poussée nécessaires pour la déplacer.
Simple effet (retour par ressort) ou double effet. Un actionneur à retour par ressort utilise de l'air comprimé pour se déplacer dans un sens et un ressort pour revenir dans l'autre. Selon la vanne et l'ensemble, il peut être configuré pour une position de sécurité définie (ouverture ou fermeture). Un actionneur à double effet utilise la pression d'air dans les deux sens. Ne partez pas du principe qu'un ensemble à double effet reviendra à une position définie en cas de coupure de l'alimentation en air. Vérifiez l'action de sécurité requise lors du choix de l'ensemble complet de vanne.
À quoi sert la vanne de commande directionnelle ?
La vanne de commande directionnelle gère air comprimé, et non le fluide de process circulant dans la canalisation. Dans un ensemble marche/arrêt à commande électrique, son solénoïde réagit à une commande électrique et commute les voies d’alimentation et d’évacuation d’air. Il s’agit de l’interface habituelle entre un circuit de commande électrique marche/arrêt et l’actionneur pneumatique. Si une commande électrique marche/arrêt n’est pas nécessaire, une vanne de régulation d’air manuelle peut commuter l’air localement. Certaines conceptions utilisent un tiroir mobile ; d’autres recourent à différents mécanismes internes. Des termes tels que « 3/2 voies » et « 5/2 voies » décrivent le nombre d’orifices et de positions de commutation dans le dispositif de commande pneumatique. Ils ne décrivent pas le nombre d’orifices dans la vanne à bille ou la vanne papillon qui gère le fluide de process.
Cette distinction est importante lors de la lecture d'une fiche technique. Une vanne de commande pneumatique à 3/2 voies peut actionner un actionneur à retour par ressort, tandis qu'une configuration à 5/2 voies est souvent utilisée avec un actionneur à double effet. Le choix de l'accessoire doit correspondre à l'actionneur et au circuit de commande.
Principaux composants d'un ensemble de vannes à commande pneumatique
- Vanne de process : La vanne à bille, à papillon, à globe ou tout autre type de vanne qui régule le fluide circulant dans la canalisation.
- Actionneur pneumatique : Transforme l'énergie de l'air comprimé en mouvement rotatif ou linéaire.
- Dispositif de régulation de l'air : Pour un fonctionnement marche/arrêt à commande électrique, une vanne directionnelle à solénoïde commute l'alimentation en air et l'évacuation de l'actionneur en réponse à une commande électrique. Une vanne de commande d'air manuelle locale ou un positionneur peuvent être utilisés dans d'autres configurations de commande.
- Autres accessoires : Un filtre-régulateur d'air, un boîtier de fin de course ou une commande manuelle peuvent être prévus pour cette application.
Comment choisir le bon ensemble ?
Commencez par le fluide de service, pression, température, diamètre de la vanne et raccordement d'extrémité. Déterminez si vous avez besoin d’une commande manuelle locale, d’une commande électrique marche/arrêt à partir d’un bouton-poussoir sur site ou d’un API/système de contrôle distribué (DCS), ou encore d’une commande modulante. Pour la commande électrique marche/arrêt, précisez la tension de la bobine de l’électrovanne et le dispositif de commutation pneumatique requis ; pour la commande modulante, confirmez le positionneur et le type de signal. Précisez ensuite l’alimentation en air disponible, le sens d’action de l’actionneur, la position souhaitée en cas de coupure d’air, ainsi que toute exigence relative au retour d’information ou à l’environnement. Un actionneur à retour par ressort doit être dimensionné en fonction de la vanne et des conditions de fonctionnement ; l’ajout d’un simple ressort ne garantit pas une position de sécurité appropriée.
Si vous recherchez une vanne pour une canalisation plutôt qu'un composant destiné à acheminer de l'air comprimé, découvrez notre Gamme de vannes à commande pneumatique. Il comprend vannes à bille pneumatiques et vannes papillon pneumatiques. Envoyez-nous vos conditions d'exploitation et les actions de régulation requises afin que nous puissions vous proposer un ensemble adapté.
FAQ
Comment fonctionnent les vannes pneumatiques ? L'air comprimé actionne un actionneur qui ouvre, ferme ou positionne la vanne de process. Dans un système courant de commande tout ou rien à commande électrique, une vanne directionnelle à solénoïde réagit à un bouton-poussoir ou à une commande provenant d'un automate programmable (PLC) ou d'un système de contrôle distribué (DCS) et achemine l'air vers l'actionneur ou l'en éloigne. La commande électrique contrôle le circuit d'air ; l'air comprimé fournit la force nécessaire au déplacement de la vanne.
Toutes les vannes pneumatiques se ferment-elles en cas de coupure d'air ? Non. La position de sécurité définie dépend de l'actionneur sélectionné, de la configuration du ressort, de l'ensemble de vanne et du circuit de commande. Veuillez vérifier cette exigence avant de passer commande.
Ai-je besoin d'une électrovanne pour chaque vanne pneumatique ? Non. On précise généralement à quel moment une commande électrique de marche/arrêt doit activer l'alimentation en air de l'actionneur. Pour une commande pneumatique manuelle locale, il est possible d'utiliser à la place une vanne de régulation manuelle de l'air. La régulation modulante peut faire appel à un positionneur électropneumatique ; vérifiez la configuration complète du circuit de commande pour l'application concernée.
Une électrovanne pneumatique, c'est la même chose qu'un robinet à boisseau sphérique à commande pneumatique ? Non. L'électrovanne commande l'air comprimé dans le circuit de l'actionneur. La vanne à bille actionnée régule le fluide de process distinct dans la canalisation.
