Vanne papillon à brides

Qu’est-ce qu’une vanne papillon à brides ?

Il s’agit d’une vanne papillon conçue avec des brides à l’entrée et à la sortie. Une bride est une surface plate qui facilite la connexion entre une vanne et un tuyau et évite les fuites.

Le robinet à papillon de type à bride a ses brides avec des trous. L’extrémité de la tuyauterie à raccorder à la vanne est également conçue avec une bride et des trous de la même taille que ceux de la vanne à bride. La vanne est fixée sur la tuyauterie à l’aide de boulons et d’écrous. Les fabricants de vannes papillon à brides conçoivent ces vannes pour une performance sans faille et sans problème. Ces vannes sont largement destinées à être utilisées dans des applications à usage intensif, car elles peuvent résister à un environnement difficile et hostile. Cette vanne est destinée aux applications de fermeture et d’étranglement. Le fonctionnement de cette vanne est basé sur un quart de tour de l’élément de fermeture de la vanne qui ouvre et ferme le flux de fluide selon les besoins. Ce type de vanne peut être actionné manuellement ou par des actionneurs.

Figure : Vanne papillon à brides.

Composants d’une vanne papillon à brides

Manivelle/actionneur

Ce composant fournit la puissance nécessaire pour démarrer et arrêter la vanne. Le volant ou le levier à main est utilisé dans les vannes manuelles. L’opérateur de la vanne applique une force pour ouvrir et fermer la vanne sur le levier ou le volant à main. L’actionneur est utilisé dans les vannes automatiques et semi-automatiques et fournit la puissance nécessaire pour faire fonctionner la vanne ainsi qu’un système d’automatisation qui détermine quand ouvrir et fermer le flux de fluide.

Corps

Il s’agit de la partie principale d’une vanne papillon de type bride qui sert à loger et à soutenir toutes les autres parties. Les autres pièces de la vanne trouvent leur support dans le corps. C’est pourquoi les fabricants de vannes papillon à brides conçoivent le corps à partir de matériaux métalliques solides comme l’acier au carbone et l’acier inoxydable, afin de garantir que le corps de la vanne est suffisamment résistant au poids des autres pièces et à la pression élevée du fluide. Le corps protège également les pièces internes contre les dommages causés par la chute d’objets.

Tige

C’est le composant d’une vanne papillon à brides qui relie le disque et le volant. La tige est un arbre qui transmet la force de rotation appliquée sur le volant au disque, de sorte que l’écoulement du fluide peut être lancé ou arrêté selon les besoins.

Disque

Il s’agit de l’élément de fermeture d’une vanne papillon à brides, ce qui permet d’éviter tout écoulement de fluide lorsque la vanne est fermée. Le disque reçoit la force de rotation du volant par l’intermédiaire de la tige.

Siège

Il s’agit d’un matériau souple ou métallique placé entre le disque et le corps pour empêcher toute fuite de fluide lorsque la soupape est fermée. Le siège sert de surface d’appui sur laquelle le disque repose une fois la vanne fermée. Les fabricants de vannes papillon à brides fabriquent le siège à partir de différents matériaux en fonction de la température de fonctionnement et du type de fluide sur lequel la vanne sera utilisée.

Emballage

Il s’agit d’un matériau d’étanchéité placé entre la tige et le corps de la vanne pour empêcher les fuites de fluide ainsi que la poussière et la saleté de pénétrer dans la vanne.

Joint d’étanchéité

Il s’agit d’un composant placé entre les surfaces à bride de la vanne et de la conduite. Il aide à prévenir les fuites de fluide en assurant un joint étanche.

Figure : Composants d’une vanne papillon à brides.

Comment fonctionne une vanne papillon à brides ?

Une vanne papillon à brides est une vanne quart de tour. Cela signifie que le disque de la vanne est tourné d’un quart de tour pour démarrer ou arrêter l’écoulement du fluide. Pour ouvrir une vanne papillon à bride, le levier ou le volant à main est tourné d’un quart de tour (90^o degrés) dans le sens inverse des aiguilles d’une montre. Ce mouvement de rotation du volant est transmis au disque de la vanne. Ainsi, le disque de la vanne est obligé de rester colinéaire au tuyau. Cela oblige le disque à créer un chemin libre pour l’écoulement du fluide. Pour fermer une vanne papillon à brides, le volant est ensuite tourné d’un quart de tour dans le sens inverse (sens horaire) de celui de l’ouverture. Cela oblige le disque à tourner dans la direction opposée où il s’aligne perpendiculairement au tuyau. Ainsi, il bloque tout fluide qui tente de traverser la vanne. Pour utiliser cette vanne pour l’étranglement, le volant est légèrement tourné pour un angle inférieur à 90^o degrés. Cela permet à une certaine quantité de fluide de s’écouler à travers la vanne. Les fabricants de vannes papillon à brides recommandent l’utilisation de cette vanne pour une application d’étranglement uniquement si la chute de pression est faible afin de ne pas empêcher le fluide d’atteindre sa destination.

Figure : Fonctionnement d’une vanne papillon à brides.

Types de vannes papillon à brides

Vanne papillon manuelle à brides

Il s’agit d’une vanne papillon à brides qui est actionnée par un volant ou un levier à main. Les fabricants de vannes papillon à brides conçoivent certaines de ces vannes avec un système d’engrenage. Le système d’engrenage est utilisé pour aider à changer la direction du couple de l’horizontale à la verticale. Le volant est conçu pour être horizontal et perpendiculaire à la tige. Les fabricants de vannes papillon à brides utilisent donc le système d’engrenage pour convertir le couple sur l’axe horizontal en un couple sur l’axe vertical. Le système d’engrenage permet également de multiplier le couple appliqué par l’opérateur de la vanne afin de faciliter l’ouverture et la fermeture de la vanne. Les vannes papillon à brides manuelles sont moins chères que les types automatiques ou semi-automatiques. Ces vannes sont plus polyvalentes car elles sont utilisées là où l’électricité ou une autre source d’énergie n’est pas disponible. En outre, les vannes papillon à brides manuelles peuvent être automatisées si l’utilisateur le juge nécessaire. Cependant, si le couple de la vanne est élevé ou si les opérations sur la vanne sont trop fréquentes, l’opérateur de la vanne sera très fatigué.

Figure : Type de bride de vanne papillon manuelle (types volant et levier à main).

Vannes papillon à brides actionnées

Il s’agit de la catégorie des vannes papillon à brides qui sont actionnées par un actionneur. L’actionneur est la source d’énergie qui permet d’ouvrir et de fermer la vanne. Les fabricants de vannes papillon à brides conçoivent ces vannes de manière à ce qu’elles puissent être commandées à distance et à ce qu’elles puissent déterminer quand ouvrir et fermer le flux de fluide. Le système d’automatisation vient avec l’actionneur utilisé. Ces vannes papillon à brides actionnées sont beaucoup plus sûres que les vannes manuelles, en particulier lorsque la vanne fonctionne avec des fluides dangereux et à haute pression, car toute fuite peut causer des blessures à l’opérateur. En outre, ces vannes réduisent le coût des opérateurs de vannes. Trois types d’actionneurs peuvent être utilisés sur ces vannes, à savoir les actionneurs pneumatiques, électriques et hydrauliques.

Figure : Vanne papillon actionnée type bride.

Vanne papillon à brides à double excentration

Il s’agit d’une vanne dont l’axe de la tige est décalé par rapport à l’axe du siège et du corps. La tige est à nouveau décalée par rapport à l’axe vertical de la vanne. Cela porte le nombre total de décalages à deux, d’où le nom de vanne papillon à brides “à double décalage”. Les fabricants de vannes papillon à brides conçoivent ces vannes de telle sorte que, lorsque la vanne est ouverte, le siège se soulève du joint, ce qui contribue à réduire la friction lorsque le disque effectue les dix premiers et derniers degrés de la vanne, respectivement au démarrage et à l’arrêt. Cette conception rend la vanne très souple en fonctionnement et présente de meilleures caractéristiques d’étanchéité et par conséquent une longue durée de vie par rapport aux autres vannes à décalage nul. Les fabricants de vannes papillon à brides conçoivent ces vannes avec des sièges souples. Grâce à ces sièges souples, ces vannes peuvent être utilisées à des températures inférieures à 60^o C. Ces vannes sont utilisées dans diverses applications telles que la purification de l’eau, le traitement des eaux usées, la protection contre les incendies, le chauffage, la ventilation et la climatisation (HVAC), entre autres.

Figure : Vanne papillon à double excentration type bride.

Vanne papillon à brides à triple excentration

Il s’agit d’une vanne papillon à brides qui possède trois déviations. Les deux premiers décalages sont de type double et le troisième décalage est un cône d’étanchéité à corps angulaire. Ce troisième décalage est accompagné d’un profil conique à angle droit du siège de la vanne. Ce décalage permet d’éliminer le contact entre le disque et le siège lors du démarrage et de l’arrêt de la vanne, ce qui élimine la friction. Le contact ne se produit que lorsque la vanne est complètement fermée, ce qui agit comme une butée pour garantir que le disque ne tourne pas davantage. Les fabricants de vannes papillon à brides conçoivent ce type de vanne avec des sièges métalliques. Les sièges métalliques sont plus rigides et plus résistants que les sièges souples. En tant que tels, ces sièges résistent à des températures et à des pressions élevées. Ces caractéristiques contribuent à réduire l’usure. Les vannes papillon à brides à triple excentration ont une longue durée de vie par rapport aux types à double excentration.

Figure : Type de bride de vanne papillon à triple excentration.

Applications des vannes papillon à brides

• Les vannes papillon à brides sont utilisées dans les centrales électriques à vapeur.
• Ils sont utilisés dans les mines.
• Les vannes papillon de type à bride sont utilisées dans les usines de transformation des aliments et des boissons car elles sont faciles à nettoyer.
• Ces vannes sont également utilisées dans la fabrication de produits pharmaceutiques car elles peuvent être nettoyées pour améliorer les niveaux d’hygiène.
• Ils sont utilisés pour l’approvisionnement en eau des municipalités et le traitement des eaux usées.
• Ils sont utilisés dans la protection contre les incendies.
• Ils sont utilisés dans la fabrication du papier et de la pâte à papier.
• Ils sont utilisés dans le raffinage des produits pétroliers.
• La vanne papillon à bride est utilisée dans la fabrication de différents produits chimiques.
• Les vannes papillon en acier inoxydable sont utilisées dans les systèmes HVAC.

Avantages des vannes papillon à brides

• Ces vannes peuvent être actionnées manuellement ou automatiquement.
• Les types de brides des vannes papillon sont de petite taille et de poids léger par rapport aux vannes à guillotine.
• Ils sont de conception compacte et simple.
• Ces vannes peuvent être utilisées dans des applications à haute pression et à haute température, selon le matériau du siège de la vanne.
• Les vannes papillon à brides sont exemptes de fuites de fluide.
• Elles peuvent être installées là où l’espace est limité, contrairement à d’autres vannes de grande taille.
• Ces vannes sont utilisées dans les applications de fermeture et d’étranglement du flux de fluide.
• Ces valves fonctionnent en faisant un quart de tour, ce qui rend leur fonctionnement très rapide.
• Les vannes papillon à brides sont faciles à installer, à nettoyer et à réparer.

Inconvénients des vannes papillon à brides

• Ces vannes ont des caractéristiques d’étanchéité médiocres par rapport à d’autres vannes comme les vannes à bille.
• Les vannes papillon à brides conviennent aux applications d’étranglement si la chute de pression est faible.
• Le disque de la vanne reste dans la trajectoire du fluide lorsque la vanne est ouverte, ce qui augmente les risques de perte de pression et donc de faible efficacité.

Dépannage des vannes papillon à brides

La vanne est difficile à manœuvrer

• Matériaux obstrués à l’intérieur de la vanne. Ouvrez la vanne et retirez ces matériaux.
• Pièces internes corrodées. Ouvrez la vanne et nettoyez la corrosion.

Fuite de fluide interne

• Sièges endommagés. Remplacez les sièges de soupape.
• Joints toriques usés. Remplacez les joints toriques.
• Saleté dans la valve. Ouvrez la valve et nettoyez la saleté.

Fuite de liquide externe

• Pression élevée du fluide. Assurez-vous que la vanne fonctionne au niveau de pression recommandé par le fabricant de la vanne papillon à bride.
• Boulons desserrés. Serrez les boulons au couple requis par le fabricant de la vanne papillon à brides.
• Joint d’étanchéité usé. Remplacez le joint d’étanchéité.
• Garniture usée. Remplacez la garniture.

Résumé

Une vanne papillon à brides est une vanne dotée de brides à l’entrée et à la sortie. Les brides comportent des trous utilisés pour fixer les boulons lors du raccordement de la vanne à la conduite. Un joint est placé entre la vanne et la conduite pour améliorer l’étanchéité. Les fabricants de vannes papillon à brides produisent ces vannes à partir de différents matériaux pour une utilisation dans différentes applications. Ces vannes fonctionnent en tournant le disque d’un quart de tour pour démarrer et arrêter l’écoulement du fluide. Le fonctionnement de la vanne peut être manuel ou s’effectuer à l’aide d’actionneurs de vanne. Les types de brides de vannes papillon sont plus solides que les autres types de vannes papillon.

Les fabricants de vannes papillon à brides proposent différents types de ces vannes, notamment des vannes papillon à brides manuelles, des vannes papillon à brides actionnées, des vannes papillon à brides à double excentration et des vannes papillon à triple brides, entre autres. Ces vannes sont utilisées dans différentes industries telles que le papier et la pâte à papier, la protection contre l’incendie, les raffineries de pétrole, les produits chimiques, l’industrie alimentaire, les usines de production de vapeur et les mines, entre autres. Les avantages de l’utilisation d’une vanne papillon à bride sont notamment la rapidité de fonctionnement, la facilité d’installation, de réparation et de nettoyage, la haute résistance, la conception simple et compacte, la polyvalence, le coût inférieur à celui des autres vannes, le faible encombrement et la légèreté.