Vanne à bille à passage réduit

Qu’est-ce qu’une vanne à bille à passage réduit ?

Un robinet à boisseau sphérique à passage réduit est un type de robinet à boisseau sphérique dont le diamètre d’alésage est inférieur au diamètre du tuyau. Dans un robinet à boisseau sphérique à passage réduit, la zone d’écoulement du fluide est plus étroite en aval de la sortie. De ce fait, des pertes par frottement sont introduites dans la vanne, ce qui entraîne une chute de pression. Dans les robinets à boisseau sphérique à passage réduit, la quantité d’écoulement du fluide reste constante, ce qui fait que la vitesse augmente lorsque la zone d’écoulement diminue. Les robinets à tournant sphérique à passage réduit sont couramment utilisés, contrairement aux robinets à tournant sphérique à passage intégral. Les robinets à tournant sphérique à passage réduit sont utilisés lorsque les turbulences et le débit du fluide ne sont pas des préoccupations majeures et lorsque l’accumulation de particules ne risque pas de se produire. Les robinets à tournant sphérique à passage réduit coûtent moins cher que leurs homologues à passage intégral. Le coût inférieur des robinets à tournant sphérique à passage réduit est dû au fait que ces robinets ont un boîtier et une taille de bille plus petits, ce qui affecte le coût du produit final. Les robinets à tournant sphérique à passage réduit occupent un volume plus petit, ce qui leur permet de prendre peu de place lors de l’installation. Les robinets à tournant sphérique à passage réduit sont 30 % plus légers que les robinets à tournant sphérique à passage intégral. Cependant, les robinets à tournant sphérique à passage réduit sont destinés à être utilisés avec des fluides peu visqueux afin d’éviter tout blocage du robinet.

Figure : Différence entre une vanne à bille à passage intégral et une vanne à bille à passage réduit.

Composants d’un robinet à boisseau sphérique à passage réduit

Corps de la valve

Il s’agit du composant d’un robinet à boisseau sphérique à passage réduit qui sert à loger toutes les pièces internes de la vanne. Le corps de la vanne est toujours fabriqué dans des matériaux solides et doit donc avoir une résistance supérieure à celle des autres pièces afin de pouvoir supporter les pressions associées au fluide. Le corps sert de principale barrière de pression dans une vanne à bille à passage réduit.

Poignée/Actuateur

La poignée est un composant utilisé pour les vannes à boisseau sphérique à passage réduit manuelles tandis que l’actionneur est un composant utilisé pour les vannes actionnées. La poignée est l’endroit où l’opérateur applique le couple nécessaire pour ouvrir ou fermer un robinet à boisseau sphérique à passage réduit. L’actionneur est utilisé lorsque le robinet à boisseau sphérique à passage réduit doit être automatisé.

Tige

La tige est le composant d’un robinet à boisseau sphérique à passage réduit utilisé pour transmettre le couple appliqué sur la poignée à la sphère. La tige relie la sphère et la poignée ou l’actionneur.

Boule

Il s’agit d’un composant d’un robinet à boisseau sphérique à passage réduit qui a pour mission d’ouvrir et de fermer un robinet à boisseau sphérique à passage réduit. La bille d’un robinet à boisseau sphérique à passage réduit comporte un trou en son centre où le fluide s’écoule à travers la vanne.

Sièges

Il s’agit de disques placés autour de la bille et du corps du robinet pour éviter les fuites de fluide dans un robinet à bille à passage réduit. Les sièges sont également utilisés pour soutenir la bille dans sa position.

Emballage

La garniture désigne les joints placés sur la tige de la vanne dans un robinet à boisseau sphérique à passage réduit afin d’empêcher toute fuite de fluide par la tige.

Figure : Composants d’une vanne à bille à passage réduit.

Comment fonctionne une vanne à bille à passage réduit ?

Un robinet à boisseau sphérique à passage réduit utilise un boisseau avec un alésage dans sa partie centrale. La sphère est reliée au volant/levier manuel ou à l’actionneur par la tige. Un robinet à boisseau sphérique à passage réduit fonctionne en tournant le boisseau sur un angle de 90^o . Pour ouvrir un robinet à boisseau sphérique à passage réduit, on tourne la poignée d’un quart de tour (90^o ), ce qui fait tourner la tige et la boule du même quart de tour. Pour un angle de 90^o , l’alésage de la boule et la canalisation deviennent colinéaires, ce qui permet au fluide de s’écouler à travers la vanne. Pour fermer le robinet à boisseau sphérique à passage réduit, la poignée est tournée à nouveau de 90^o . L’alésage de la bille et la conduite deviennent alors perpendiculaires, ce qui bloque l’écoulement du fluide.

Types de robinets à boisseau sphérique à passage réduit

Robinet à boisseau sphérique monobloc à passage réduit

Le robinet à boisseau sphérique à passage réduit monobloc est un robinet qui consiste en un corps d’une seule pièce fabriqué par moulage. Les robinets à tournant sphérique à alésage réduit monoblocs sont bons en ce sens qu’ils sont exempts de fuites. Les robinets à tournant sphérique à passage réduit monobloc sont les moins chers de tous les robinets à tournant sphérique ! Cependant, les robinets à boisseau sphérique à passage réduit d’une seule pièce ne peuvent pas être ouverts pour le nettoyage ou la réparation et l’entretien. Les robinets à tournant sphérique à passage réduit d’une seule pièce sont utilisés dans des applications peu exigeantes. Ces vannes sont mises au rebut lorsqu’elles présentent des problèmes.

Figure : Robinet à boisseau sphérique monobloc à passage réduit.

Robinet à boisseau sphérique à passage réduit en deux parties

Un robinet à boisseau sphérique à passage réduit en deux pièces est un robinet qui se compose de deux pièces. Une pièce contient le raccord d’extrémité et le corps de la vanne, tandis que la seconde pièce contient la garniture et le second raccord. La deuxième pièce d’un robinet à boisseau sphérique réduit en deux parties s’adapte à la première pièce. Les deux pièces d’un robinet à boisseau sphérique à passage réduit en deux parties peuvent être démontées pour l’inspection, le nettoyage et l’entretien. Un robinet à boisseau sphérique à passage réduit en deux parties doit être entièrement retiré de la canalisation pour que les deux parties puissent être séparées.

Figure : Robinet à boisseau sphérique à passage réduit en deux parties.

Vanne à bille à passage réduit en trois parties

Il s’agit d’un robinet à boisseau sphérique à passage réduit composé de trois pièces, à savoir deux embouts et le corps du robinet. Les trois pièces de ce robinet à boisseau sphérique à passage réduit sont maintenues ensemble par des boulons. Les trois pièces de ce robinet à boisseau sphérique à passage réduit permettent de retirer facilement la partie centrale de la tige, la boule et les sièges du système de tuyauterie. Le robinet à tournant sphérique à passage réduit en trois parties permet un nettoyage efficace, le remplacement de la garniture de presse-étoupe et des sièges, ainsi que le polissage des petites rayures sur la surface de la sphère. Ces services peuvent être effectués sur un robinet à tournant sphérique à passage réduit en trois parties sans avoir à retirer le robinet de la canalisation. Les robinets à tournant sphérique à passage réduit en trois parties sont plus chers que les autres robinets.

Figure : Robinet à bille à passage réduit en trois parties.

Vanne à bille à trois voies à passage réduit

Il s’agit de vannes à bille à passage réduit avec trois orifices. Les robinets à boisseau sphérique à passage réduit à trois voies peuvent avoir une configuration en L ou en T, selon le schéma d’écoulement requis. Les vannes à bille à passage réduit à trois voies conviennent pour dévier et mélanger le flux de fluide. La configuration en T convient pour le mélange et la déviation du fluide. Lorsqu’elle est utilisée pour mélanger le flux de fluide, deux flux provenant des orifices d’entrée sont fusionnés pour former un seul flux de fluide à la sortie. Lorsqu’il est utilisé pour dévier le flux de fluide, un flux de fluide provenant de l’orifice d’entrée est divisé en deux flux pour s’écouler dans deux directions de sortie en même temps. La configuration en forme de L d’un robinet à boisseau sphérique à trois voies et à passage réduit permet de dévier le fluide.

Figure : Vanne à bille à trois voies à passage réduit.

Robinets à bille à passage réduit en métal

Il s’agit de robinets à boisseau sphérique à passage réduit fabriqués en matériaux métalliques tels que l’acier inoxydable ou le laiton. Les robinets à boisseau sphérique à passage réduit en métal sont réputés pour leur grande résistance à la pression et à la température. De plus, les robinets à boisseau sphérique à passage réduit en métal sont connus pour leur résistance à la corrosion. Chaque matériau métallique possède des caractéristiques uniques transférées du métal ou de l’alliage respectif à l’ensemble de la vanne. Par exemple, un robinet à boisseau sphérique à passage réduit en acier inoxydable est composé d’une plus grande quantité de chrome et d’une plus faible quantité de nickel. La teneur en chrome ajoute une résistance à la corrosion au robinet à boisseau sphérique à passage réduit. Les robinets à tournant sphérique à passage réduit en acier inoxydable présentent une résistance, une durabilité et une ténacité exceptionnelles. Les robinets à boisseau sphérique à passage réduit en acier inoxydable sont utilisés, par exemple, dans les piscines pour contrôler l’eau chlorée, car ils peuvent résister à la corrosion associée au chlore. Les robinets à boisseau sphérique à passage réduit en laiton sont plus courants car ils garantissent également une résistance, une ténacité et une durabilité élevées. Les robinets à boisseau sphérique à passage réduit en laiton se distinguent par leur couleur jaunâtre terne à rougeâtre. Les robinets à tournant sphérique à passage réduit en laiton sont résistants à la corrosion, aux produits chimiques et à l’encrassement biologique. L’un des principaux avantages du robinet à bille à passage réduit en laiton est qu’il est moins cher que son homologue en acier inoxydable. Les robinets à tournant sphérique en laiton à passage réduit peuvent être utilisés dans des applications telles que le gaz et le pétrole, les produits chimiques, l’eau potable et les industries alimentaires.

Figure : Robinet à bille métallique à passage réduit

Robinets à bille à passage réduit en plastique

Il s’agit de robinets à boisseau sphérique à passage réduit fabriqués en matériaux plastiques tels que le chlorure de polyvinyle (PVC) et le polypropylène (PP). Les robinets à tournant sphérique à passage réduit en plastique sont moins chers que leurs homologues métalliques. Les robinets à tournant sphérique à passage réduit en plastique consomment moins d’énergie pour leur fabrication et sont également plus faciles à produire. Les robinets à tournant sphérique à passage réduit en plastique sont plus résistants à la corrosion que les robinets métalliques. Cependant, les robinets à bille à alésage réduit en plastique ont une faible résistance à la haute pression et se déforment facilement à des températures élevées de 82^o . Les robinets à bille à passage réduit en plastique sont utilisés dans des applications telles que les engrais, les produits chimiques, le sucre et le papier, entre autres.

Figure : Robinets à bille à passage réduit en plastique.

Applications des vannes à bille à passage réduit

• Les vannes à bille à passage réduit sont utilisées pour le transfert de pétrole et de gaz.
• Ces vannes sont utilisées dans les applications d’approvisionnement en eau.
• Les vannes à bille à passage réduit sont utilisées dans les systèmes de chaudières à vapeur.
• Les vannes à bille à passage réduit sont utilisées dans l’industrie alimentaire et les boissons.
• Ils sont utilisés dans les usines de production chimique.
• Les vannes à bille à passage réduit sont utilisées dans les machines à laver.

Avantages des vannes à bille à passage réduit

• Les vannes à bille à passage réduit sont moins chères que les autres vannes à bille.
• Les robinets à bille à passage réduit sont de petite taille et légers par rapport aux robinets à bille à passage intégral.
• Les robinets à bille à passage réduit sont durables car la plupart d’entre eux peuvent être réparés, ce qui augmente leur durée de vie.
• Les robinets à boisseau sphérique à passage réduit sont polyvalents car ils peuvent être utilisés pour différentes applications industrielles.
• Les vannes à bille à passage réduit s’ouvrent et se ferment rapidement.
• Les robinets à bille à passage réduit peuvent être inspectés, réparés et nettoyés.
• Ces valves sont faciles à réparer et à assembler.
• Ces valves ont un joint parfait qui empêche toute fuite de fluide.

Inconvénients des vannes à bille à passage réduit

• Les robinets à boisseau sphérique à passage réduit présentent des pertes par frottement dues à l’inégalité des diamètres du tuyau et du boisseau sphérique.
• Les vannes à bille à passage réduit sont facilement bloquées par les solides.
• Ils ne conviennent pas aux applications d’étranglement.

Dépannage des vannes à bille à passage réduit

Robinet à bille à passage réduit présentant des fuites lorsqu’il est fermé

• Sièges endommagés. Remplacez les sièges.
• Boule endommagée. Remplacez la bille.
• La boule n’est pas complètement fermée. Vérifiez les réglages d’ouverture/fermeture de la boule.
• Des débris obstruent la bille et/ou les sièges. Nettoyez les débris.

Robinet à boisseau sphérique à passage réduit ayant un mouvement irrégulier du boisseau

• Impuretés entre le siège et la bille ou entre le corps et les sièges. Rincer l’intérieur de la bille et nettoyer les surfaces d’étanchéité. Remplacer les sièges si nécessaire.

Le robinet à boisseau sphérique à passage réduit nécessite un couple trop élevé pour s’ouvrir/se fermer.

• Sièges endommagés. Remplacez les sièges et les joints.
• Matières étrangères dans la valve. Nettoyez l’intérieur de la vanne.
• Tige cassée. Remplacez la tige.

Robinet à boisseau sphérique à passage réduit présentant des fuites à travers la tige du robinet.

• Vis du bouchon du presse-étoupe desserrée. Resserrez la vis.
• Tige et surface d’étanchéité endommagées. Remplacez la tige et les joints d’étanchéité.

Résumé

Le robinet à boisseau sphérique à passage réduit est un type de robinet à boisseau sphérique dont le diamètre d’alésage est inférieur au diamètre du tuyau. La conception d’un robinet à boisseau sphérique à passage réduit fait que le robinet subit des pertes par frottement et des turbulences dues à un écoulement non régulier du fluide, ce qui entraîne une perte de pression à travers le robinet. Les robinets à tournant sphérique à passage réduit conviennent aux applications où les turbulences et le débit ne sont pas des préoccupations pour le fonctionnement du robinet et où l’accumulation de solides n’est pas susceptible de se produire. Les robinets à tournant sphérique à passage réduit sont utilisés dans diverses applications telles que l’approvisionnement en eau, le pétrole et le gaz, l’alimentation et les boissons, les produits chimiques, les systèmes de chaudière et les machines à laver, entre autres. Il existe différents types de robinets à boisseau sphérique à passage réduit, notamment le robinet à boisseau sphérique à passage réduit monobloc, le robinet à boisseau sphérique à passage réduit bi-bloc, le robinet à boisseau sphérique à passage réduit tri-directionnel, le robinet à boisseau sphérique à passage réduit métallique et le robinet à boisseau sphérique à passage réduit en plastique. Les robinets à boisseau sphérique à passage réduit présentent plusieurs avantages : ils sont durables, de petite taille et de faible poids, ils sont polyvalents, ils s’ouvrent et se ferment rapidement, ils sont de différents types pour différentes applications de pression et de température, et ils peuvent être nettoyés, inspectés et réparés.