Vanne à coin résiliente

Qu’est-ce qu’un robinet-vanne à coin résilient ?

Un robinet-vanne à coin résilient est un type de vanne qui possède un disque en forme de coin qui se trouve entre deux sièges inclinés. Ce type de robinet-vanne utilise un disque en forme de coin construit à partir d’un matériau métallique résistant et revêtu de matériaux élastomères tels que l’aluminium. Les fabricants de robinets-vannes à coin élastique conçoivent ces robinets pour qu’ils fonctionnent soit manuellement, soit automatiquement à l’aide d’actionneurs. Le disque cunéiforme se déplace perpendiculairement au sens d’écoulement du fluide lorsque le volant est tourné. Lorsque le volant tourne dans le sens inverse des aiguilles d’une montre, le coin libère la voie d’écoulement, ouvrant ainsi le flux de fluide, et lorsqu’il tourne dans le sens des aiguilles d’une montre, le coin coupe le flux de fluide pour l’arrêter. Les robinets-vannes à coins élastiques sont utilisés pour les services tout ou rien dans les applications turbulentes et à haut débit. Comme tout autre type de robinet-vanne, ce type de vanne ne peut être utilisé que lorsqu’il est complètement ouvert ou fermé et ne peut pas être utilisé comme une vanne de réglage ou d’étranglement.

Figure : Un robinet-vanne à coin élastique.

Comment fonctionne un robinet-vanne à coins élastiques ?

Le mécanisme de fonctionnement d’un robinet-vanne à clapet élastique est très simple et implique la rotation manuelle d’un volant pour ouvrir ou fermer la vanne dans le cas des vannes à commande manuelle. Pour les vannes à clapet élastique automatiques, la force d’ouverture ou de fermeture de la vanne est fournie par un actionneur. Le sens d’ouverture de la vanne est généralement indiqué par une flèche coulée sur le volant ou l’écrou de la vanne. Lorsque le volant est tourné dans le sens des aiguilles d’une montre, le clapet à coins s’insère dans l’espace entre les sièges, coupe le flux et arrête l’écoulement. Lorsque le volant est tourné dans le sens inverse des aiguilles d’une montre, l’obturateur à clavette libère la voie d’écoulement et ouvre ainsi le flux de fluide. Un robinet-vanne à clapet élastique est actionné dans une position totalement ouverte ou fermée. Le fonctionnement du robinet dans une position intermédiaire peut entraîner une usure accrue de l’opercule et du siège, réduisant ainsi la durée de vie du robinet. Les fabricants de robinets-vannes à clapet résilient recommandent de tenir compte de plusieurs facteurs lors de l’installation et du fonctionnement du robinet. Avant l’installation, il convient de s’assurer que le robinet est adapté aux conditions de service en termes de pression, de température et de débit.

Pièces d’un robinet à coin à opercule résilient

Manivelle/actionneur

Le volant est le composant d’un robinet-vanne à coin élastique manuel qui est utilisé pour ouvrir ou fermer le robinet avec précaution. Les fabricants de robinets-vannes à coins élastiques conçoivent également des vannes automatiques qui sont actionnées par des actionneurs. L’actionneur fournit la force nécessaire pour ouvrir et fermer la vanne lorsque cela est nécessaire. Avec les vannes à clapet à coin automatiques, il n’est pas nécessaire d’avoir un opérateur de vanne.

Corps

Il s’agit du composant d’un robinet-vanne à coin élastique utilisé pour contenir les pièces internes de la vanne. Les fabricants de robinets-vannes à coins élastiques conçoivent le corps avec un matériau métallique solide pour lui conférer une résistance mécanique élevée qui l’aide à résister aux hautes pressions et aux hautes températures.

Bonnet

Le chapeau est la partie qui recouvre la tige et ses pièces d’étanchéité. Le chapeau d’un robinet-vanne à coin élastique est monté sur le corps à l’aide de boulons ou de vis pour faciliter le démontage et la réparation des composants internes du robinet.

Tige

La tige est un composant fileté d’un robinet-vanne à clapet élastique dont la fonction est de lever ou d’abaisser le disque ou la vanne pour ouvrir ou fermer le flux de fluide. La tige relie l’actionneur/le volant à la vanne pour faciliter le transfert du couple de fermeture/ouverture à la vanne ou au disque.

Disque de cale/portée

La fonction du disque à coins ou de la vanne à coins est d’ouvrir ou de fermer le flux lorsque le volant est tourné.

Sièges

Les sièges sont inclinés pour accueillir l’obturateur à coin et pour créer un joint étanche lorsque la vanne glisse en position pour couper le flux.

Presse-étoupe

Le presse-étoupe contient le matériau de garniture qui crée un joint étanche pour empêcher toute fuite de fluide entre la tige tournante et le chapeau.

 Joint d’étanchéité

Le joint est une garniture mécanique qui sert à empêcher les fuites entre les raccords d’extrémité, par exemple entre le chapeau et le corps et entre le corps et le système de tuyauterie.

Figure : Diagramme montrant les pièces d’un robinet-vanne à coin résilient.

Types de robinets-vannes à coins élastiques

Vanne automatique à coin élastique

Il s’agit d’un robinet-vanne à coin élastique qui est automatique. Cela signifie que la vanne n’a pas besoin d’un opérateur pour ouvrir ou fermer le flux de fluide. Les vannes à clapet à coins élastiques automatiques sont conçues avec des capteurs qui déterminent quand ouvrir ou fermer le flux de fluide. Cela permet de réduire le besoin d’un opérateur de vanne. Les robinets-vannes à coins élastiques automatiques utilisent des actionneurs pneumatiques, électriques et hydrauliques pour fournir le couple nécessaire à l’ouverture et à la fermeture du flux de fluide. Les robinets-vannes automatiques à coin élastique améliorent la sécurité car ils ne nécessitent pas d’opérateur de vanne.

Figure : Vanne automatique à coin résilient.

Vanne manuelle à coin élastique

Il s’agit du robinet-vanne à coin élastique qui est actionné par un opérateur de vanne à l’aide d’un volant. L’opérateur de vanne est chargé de fournir la force nécessaire pour ouvrir ou fermer le flux de fluide. Les vannes à clapet à ressort manuelles ont tendance à être fastidieuses pour l’opérateur car elles doivent être tournées plusieurs fois avant de se fermer ou de s’ouvrir. De plus, les vannes manuelles à coin élastique peuvent causer des blessures à l’opérateur en cas de dysfonctionnement. Cependant, les vannes à clapet à ressort manuelles sont moins chères que les types automatiques. En outre, ces vannes peuvent être automatisées, mais l’utilisateur doit consulter des experts ou un fabricant de vannes à coin résilient pour le système d’automatisation.

Figure : robinet-vanne manuel à clavette résiliente.

Robinet-vanne à coin résilient en pente ascendante

Dans un robinet à coin élastique à tige montante, l’écrou de tige est positionné sur le couvercle, et la tige monte au-dessus du volant lorsque le robinet est fermé. Lorsque le volant est tourné pour ouvrir ou fermer le robinet-vanne à coin élastique, l’écrou de tige pousse la tige vers le haut et vers le bas. Dans le même temps, les clapets montés sur la tige sont ouverts ou fermés en soulevant ou en abaissant le filetage entre le volant et le filetage. En position fermée et ouverte, la tige de ce type de robinet-vanne est visible de l’extérieur. Cette conception est largement préférée car elle offre plusieurs avantages tels qu’une lubrification facile du filetage de la tige, un fonctionnement aisé et un débit ininterrompu lorsque le robinet est en position complètement ouverte. De plus, les fabricants de robinets-vannes à clavette élastique conçoivent ces robinets pour aider l’opérateur à savoir facilement quand ouvrir ou fermer le robinet en surveillant le mouvement de la tige. Cependant, les robinets-vannes à coin élastique à tige montante occupent beaucoup d’espace et il est préférable de les utiliser lorsque l’espace n’est pas limité.

Figure : Vanne à coin élastique à tige montante.

Vanne à coin élastique à tige non montante

Un robinet-vanne à coin élastique à tige non montante possède une tige rotative qui tourne pour ouvrir ou fermer le robinet-vanne lorsqu’un couple est appliqué sur le volant, mais la vis de levage ne se déplace pas au-dessus du volant pendant le fonctionnement. L’un des principaux inconvénients de ce type de robinet-vanne à clapet élastique est sa vulnérabilité à la corrosion et aux dommages dus à la difficulté de lubrifier les filets de la tige. Cependant, ces vannes sont d’une grande importance lorsque l’espace est limité car elles ne prennent pas beaucoup de place comme leurs homologues à tige montante.

Figure : Robinet-vanne à coin résilient à tige non montante.

Applications d’un robinet-vanne à coin résilient

• Les robinets-vannes à clapet résilient sont utilisés pour l’approvisionnement en eau du robinet domestique.
• Ils sont utilisés dans les stations d’épuration des eaux usées.
• Ces vannes sont utilisées dans les systèmes industriels et de protection contre l’incendie.
• Ils sont utilisés pour le transport du pétrole et du gaz.
• Les robinets-vannes à clapet résilient sont utilisés dans les applications alimentaires et les boissons.
• Ils sont utilisés dans les industries chimiques.

Avantages d’un robinet-vanne à coin élastique

• Une soupape à coin résiliente a une faible perte de pression.
• Il permet également d’éviter les effets de coup de bélier dus à la lenteur de la rotation du volant jusqu’au nombre de tours nécessaires pour ouvrir ou fermer la porte à coin.
• Il offre d’excellentes performances et une grande durabilité grâce à sa résistance à la corrosion et à sa porte à coin revêtue d’élastomère.
• La direction du fluide n’est pas limitée car la vanne est bidirectionnelle.
• Les robinets-vannes à coins élastiques sont polyvalents car ils peuvent être utilisés dans différentes applications.
• Ces valves ne présentent aucune fuite de fluide.

Inconvénients d’un robinet-vanne à coin élastique

• L’ouverture et la fermeture d’un robinet-vanne à coins élastiques prennent beaucoup de temps.
• Le robinet-vanne à coin élastique est soumis à une forte friction et à une abrasion de la surface d’étanchéité pendant la fermeture et l’ouverture.
• Le robinet-vanne à coins élastiques ne peut pas être utilisé pour la régulation du débit ou l’étranglement.
• Un robinet-vanne à coin élastique peut subir de fortes vibrations en position partiellement ouverte.

Dépannage d’un robinet-vanne résilient

Le robinet-vanne à coin élastique est difficile à manœuvrer.

• Présence d’une pression piégée dans la vanne. Ouvrez le robinet-vanne à clapet élastique pour évacuer toute pression piégée.
• Dommages aux pièces de fonctionnement dus à l’utilisation d’un couple excessif. Réglez le couple de sortie des actionneurs portables selon les recommandations du fabricant du robinet-vanne à coin élastique. Effectuer les derniers ou premiers tours de manœuvre à la main.
• Accumulation excessive dans la vanne due à un fonctionnement irrégulier de la vanne. Faites fonctionner la vanne progressivement et effectuez des cycles d’ouverture et de fermeture pour essayer d’éliminer l’accumulation interne. 

Fuites de la valve pendant les essais

• Matières étrangères ou air dans la conduite. Ouvrez le robinet-vanne à clapet élastique suffisamment pour obtenir un écoulement à grande vitesse qui élimine les matières étrangères. Répétez l’opération plusieurs fois jusqu’à ce que la fuite cesse.
• De l’air est emprisonné dans la valve. Laissez suffisamment de temps pour remplir la valve et évacuer l’air.

Fuite dans la tige

• Joints toriques usés. Remplacez les joints toriques.
• Boulons et écrous du presse-étoupe desserrés. Serrez les boulons et les écrous.

Fuite dans le corps de la valve

• Corps ou chapeau fissuré ou endommagé. Inspectez les dommages et contactez le fabricant du robinet-vanne à coin élastique pour plus de détails.

Fuites dans la zone des sièges

• Des corps étrangers sont incrustés dans le coin de la valve. Ouvrez partiellement la valve pour obtenir un rinçage à grande vitesse afin de nettoyer la valve.
• Dommages importants ou coupure du coin revêtu d’élastomère. Démontez le robinet-vanne à coins élastiques et vérifiez qu’il n’est pas endommagé. Remplacez le clapet à coin si nécessaire.

Fuites dans les assemblages boulonnés

• Boulons du capot sur le corps ou boulons du presse-étoupe desserrés. Retirez les boulons et les écrous qui fixent le capot au corps de vanne. Retirez le chapeau pour inspecter le joint du chapeau et l’intérieur de la cale du corps de vanne. Remplacez toute pièce endommagée si nécessaire.
• Inspecter les rondelles de butée et le joint de presse-étoupe (joint torique) et les remplacer s’ils sont endommagés.

Résumé

Un robinet-vanne à coin résilient est doté d’un disque cunéiforme revêtu d’un élastomère et reposant sur deux sièges inclinés. Ces vannes sont fabriquées à partir de matériaux métalliques solides tels que la fonte ductile, l’acier inoxydable, l’acier au carbone et la fonte. Lorsque le volant est tourné dans le sens des aiguilles d’une montre, la vanne à coin s’insère dans l’espace entre les sièges, coupe le flux et arrête l’écoulement. Lorsque le volant est tourné dans le sens inverse des aiguilles d’une montre, l’obturateur à clapet libère la voie d’écoulement, ouvrant ainsi le passage du fluide. Les fabricants de robinets-vannes à clapet résilient recommandent d’utiliser ces robinets en position complètement ouverte ou fermée pour éviter l’abrasion et l’érosion des sièges. Les robinets-vannes à coins élastiques sont couramment utilisés pour l’approvisionnement en eau domestique, dans les eaux usées et les usines de traitement, les systèmes de protection contre les incendies, les aliments et les boissons, les systèmes CVC et les systèmes d’irrigation qui ont un système de contrôle du reflux. Parmi les avantages d’un robinet-vanne à clapet élastique, on peut citer la réduction minimale de la pression d’écoulement, la longue durée de vie, la polyvalence, la facilité d’installation et d’utilisation et l’absence de fuite de fluide, entre autres. Cependant, un robinet-vanne à coin élastique est lent à ouvrir et à fermer et prend donc beaucoup de temps. Ils sont également susceptibles d’érafler et d’éroder les surfaces d’étanchéité, notamment lors de l’ouverture et de la fermeture, et ne peuvent pas être utilisés pour la régulation et l’étranglement du débit.