Réglage du réducteur de pression

Qu’est-ce qu’un réducteur de pression réglable ?

Il s’agit d’une vanne de réduction de pression qui peut être ajustée pour faire varier la pression du fluide selon les besoins. Il s’agit d’une vanne de régulation de la pression. Les fabricants de réducteurs de pression réglables produisent cette vanne pour l’utiliser dans différentes applications où elle assure une pression réduite constante dans un système de tuyauterie. Elle aide à corriger la pression d’écoulement du fluide, ce qui permet ensuite de protéger les appareils de plomberie contre les dommages causés par la pression. Une pression excessive peut également provoquer des fuites à travers les vannes et autres robinets. Le réducteur de pression réglable utilise un tiroir à ressort pour réguler la pression en aval. Si le réglage de la vanne est supérieur à la pression en aval, le fluide s’écoule librement de l’entrée à la sortie. La pression est réduite à l’aide d’une vis de réglage via une poignée montée sur le dessus de la valve. Les fabricants de détendeurs-régulateurs de pression produisent différents types de ces vannes destinées à être utilisées dans diverses applications. Les valves sont fabriquées à partir de différents matériaux et sont destinées à un usage spécifique. Ces vannes sont utilisées dans des applications telles que l’eau, la vapeur, l’air et les gaz, entre autres.

Figure : Réglage du réducteur de pression.

Composants d’un détendeur de pression de réglage

Corps de la valve

Il s’agit de la partie principale d’un détendeur de réglage utilisée pour couvrir les parties internes. Le corps est généralement solide et est fabriqué à partir de matériaux métalliques tels que le laiton, l’acier inoxydable et l’acier au carbone, entre autres matériaux solides. Le corps contient également les orifices de la vanne où le fluide entre et sort de la vanne.

Poignée de réglage

Il s’agit du composant placé sur le dessus de la vanne et c’est là que l’opérateur de la vanne applique une force pour tourner une vis afin d’augmenter ou de réduire la pression du fluide sortant de la vanne.

Ressort de réglage

Ce ressort relie le diaphragme à la poignée et à la vis de réglage. Le ressort aide à presser le diaphragme pour faire varier la pression selon les besoins.

Vis de réglage

Il s’agit d’une vis qui relie la poignée au ressort de réglage. La vis permet de transmettre le couple appliqué par l’opérateur de la vanne sur la poignée à la membrane de la vanne via le ressort.

Sièges

Les fabricants de réducteurs de pression ajustables conçoivent ces vannes avec plusieurs sièges. Les sièges permettent de fournir des joints étanches qui empêchent les fuites de fluide, par exemple entre le disque de la vanne et le corps de la vanne.

Joints d’étanchéité

Les joints d’étanchéité sont des composants utilisés pour empêcher les fuites de fluide. Le joint peut être métallique ou en matériau souple en fonction des températures de fonctionnement. Les joints sont placés entre les surfaces de contact de la vanne et du tuyau.

Valve pilote

Il s’agit d’une petite valve située à l’intérieur du détendeur qui détermine le débit du fluide entrant et sortant de la chambre de contrôle. Elle permet de réguler le débit du fluide et de maintenir une pression constante.

Figure : Composants d’un réducteur de pression de réglage.

Comment fonctionne un détendeur de réglage ?

Les détendeurs de pression fonctionnent en convertissant une haute pression en une basse pression. Le fluide entre dans la vanne à haute pression et sort par l’orifice de sortie à une pression basse et constante. En tant que tels, les fabricants de détendeurs-régulateurs de pression s’efforcent de produire une soupape capable de réduire la pression d’entrée du fluide à un niveau gérable et constant grâce à un diaphragme et un piston à ressort.

Pour mettre en marche une soupape de réduction de pression réglable, l’opérateur de la soupape règle la pression de sortie requise. Cela se fait à l’aide d’une roue ou d’un cadran situé sur le dessus de la soupape. Le ressort de compression ajuste alors sa tension en maintenant le diaphragme en place. Les fabricants de réducteurs de pression ajustables conçoivent la vanne de manière à ce que le fluide puisse s’écouler à travers la vanne lorsque la pression en amont est inférieure ou reste aux réglages de la pression du fluide en aval. Dans ce cas, la pression ne sera pas suffisante pour forcer le ressort de rappel qui peut fermer efficacement la soupape. La demande du côté de la sortie provoque une chute de pression qui maintient la vanne ouverte. Lorsque la pression d’entrée dépasse la pression de sortie, elle surpasse la tension du ressort mise en place par l’opérateur. Ainsi, la pression en aval force le diaphragme à se déplacer vers le haut, ce qui ferme efficacement l’écoulement du fluide.

Figure : Fonctionnement d’un réducteur de pression réglable.

Types de réducteurs de pression réglables

Réducteur de pression de réglage à action directe

Il s’agit du type le plus élémentaire de détendeur de pression de réglage. Cette vanne est classée en deux catégories : le type à membrane et le type à piston. Parmi les deux, le type à membrane est le plus utilisé car il offre des joints étanches et une longue durée de vie. Les fabricants de réducteurs de pression ajustables conçoivent cette vanne pour une utilisation dans les petites charges et lorsque le contrôle précis de la pression du fluide n’est pas si important. Ce détendeur est le plus simple de tous les détendeurs-régulateurs de pression et il est destiné à une installation au point d’utilisation. C’est le moins cher de tous les détendeurs-régulateurs de pression. Cependant, cette vanne présente une plus grande variation de pression par rapport au point de consigne que les autres vannes. La précision des détendeurs-régulateurs de pression à action directe est d’environ +/- 10%. 

Le fluide qui entre dans la vanne traverse la crépine de la vanne où toute saleté ou autre corps étranger est filtré. Le fluide pénètre ensuite dans la vanne où il pousse sur un disque de siège pour la forcer à s’ouvrir. Cette vanne fonctionne par un système d’équilibre des forces, c’est-à-dire que la force du diaphragme actionne un ressort de réglage. La pression du fluide en aval pousse sur une grande surface du diaphragme où il tente de fermer la vanne. Le point auquel la vanne se ferme est le point de consigne. Ce point de consigne est créé en ajustant la tension du ressort. Une tension plus importante permet d’ouvrir la soupape et d’augmenter le point de consigne. Une tension faible réduit la force qui tente d’ouvrir le flux de fluide et permet donc de fermer un point de consigne plus bas. Une augmentation de la demande réduit la pression en aval et donc la pression qui tente de fermer le flux de fluide. Cela oblige le réducteur de pression de réglage à s’ouvrir, puis à rétablir la pression de fluide requise.

Figure : Réducteur de pression de réglage à action directe.

Réducteur de pression de réglage piloté

Il s’agit d’un détendeur de réglage qui est utilisé pour les charges importantes. En raison des charges importantes associées à cette vanne, elle nécessite un contrôle étroit de la pression. Cette vanne réagit rapidement aux changements de charge et peut fonctionner dans une large gamme de débits de fluide par rapport à la vanne à action directe. La taille de cette vanne est également importante, ce qui augmente son coût. Les fabricants de réducteurs de pression ajustables conçoivent cette vanne avec une autre petite vanne connue sous le nom de vanne pilote. Cette soupape charge un diaphragme ou un piston pour augmenter la force descendante utilisée pour ouvrir la soupape principale. C’est grâce à cette vanne pilote que cette vanne obtient son nom “piloté” qui permet d’améliorer le débit important de fluide à faible variation de pression. La fermeture et l’ouverture de cette vanne pilote sont contrôlées par l’équilibre entre la pression secondaire et la force du ressort de réglage. La vanne pilote aide à fournir une pression au diaphragme principal ou au piston de la vanne. La soupape pilote crée une force vers le bas qui est amplifiée par l’utilisation d’un diaphragme ou d’un piston. Cette force contribue ensuite à ouvrir la soupape principale, ce qui améliore les capacités de débit élevé des fluides.

Grâce à l’amplification de la force, l’application d’un petit changement sur la vanne pilote entraîne un changement important de la pression en aval et du débit du fluide via la vanne principale. Par conséquent, c’est grâce à la vanne pilote que cette vanne peut avoir une réponse rapide sur une large gamme de débits de fluide. Les fabricants de détendeurs-régulateurs de pression produisent deux types de cette vanne, à savoir le type à pilotage interne et à piston et le type à pilotage externe. La différence entre ces deux types est que la vanne à pilotage externe utilise un double diaphragme tandis que la vanne à pilotage interne utilise un piston pour son fonctionnement.

Figure : Réducteur de pression de réglage piloté.

Applications du réglage des détendeurs de pression

• Les détendeurs de pression de réglage sont utilisés dans l’approvisionnement en eau commerciale et domestique.
• Ils sont utilisés dans les opérations minières.
• Ces vannes sont utilisées dans les centrales à vapeur pour contrôler le débit de vapeur et d’eau.
• Les détendeurs de pression réglable sont utilisés dans les hôpitaux pour contrôler le débit d’oxygène.
• Ils sont utilisés dans les industries du pétrole et du gaz.
• Ils sont utilisés pour contrôler la pression du vérin dans les presses hydrauliques.
• Les réducteurs de pression ajustables sont utilisés pour contrôler la pression dans les aérothermes, les humidificateurs et les stérilisateurs.
• Ils sont utilisés dans l’industrie alimentaire pour la cuisson, ce qui rend l’opération plus rapide par rapport à une opération effectuée à la pression atmosphérique.

Avantages de l’ajustement des détendeurs de pression

• Les détendeurs de pression réglable sont polyvalents car ils peuvent être utilisés dans différentes applications.
• Leur fonctionnement est rapide.
• Les détendeurs de pression réglables sont de conception simple et compacte.
• Ils n’ont pas besoin de contrôleurs de rétroaction ou d’éléments de mesure séparés.
• Ces vannes sont faciles à utiliser et à entretenir.
• Ils sont très fiables.
• Elles sont exemptes d’obstruction grâce à l’utilisation d’une crépine.
• Le réglage des détendeurs de pression améliore la stabilité et la fiabilité de la pression.
• Ces vannes permettent de réduire les niveaux sonores élevés fréquents dans les systèmes de tuyauterie où les vitesses d’écoulement des fluides sont élevées.
• Ces vannes permettent de réduire le risque de fuite de fluide due à une pression élevée, ce qui permet à l’utilisateur d’économiser en termes de perte de matériau.
• Le réglage des réducteurs de pression permet de mettre fin aux coups de bélier et aux effets connexes dus à l’accumulation de pression dans la fermeture des vannes et des robinets.
• Ces vannes permettent de réduire la consommation d’énergie dans les applications qui utilisent des appareils de chauffage tels que les lave-vaisselle, les douches et les machines à laver, entre autres.
• Il évite d’endommager les autres appareils de repulpage en raison de la pression élevée du fluide.

Inconvénients du réglage des détendeurs de pression

• Ces vannes sont de grande taille et consomment donc beaucoup d’espace d’installation.
• Elles sont plus chères que les autres vannes de régulation.

Dépannage du réglage des détendeurs de pression

La vanne ne se ferme pas

• La vanne de dérivation fuit ou elle est ouverte. Vérifiez cette vanne et réparez-la si nécessaire.
• La conduite de détection du pilote est bloquée ou elle n’est pas installée. Ouvrez la vanne et éliminez l’obstruction ou installez-la si nécessaire.
• Rupture du pilote. Remplacez les composants du diaphragme de la veilleuse.

Faible pression de refoulement

• La vanne pilote a été réglée sur une pression incorrecte. Réglez la vanne pilote à la pression recommandée par le fabricant du réducteur de pression de réglage.
• Valve sous-dimensionnée. Vérifier la valeur nominale de la vanne par rapport à la charge réelle pour s’assurer qu’elle correspond aux instructions du fabricant du réducteur de pression de réglage.
• Faible pression d’alimentation du fluide. Vérifiez la pression d’alimentation et rectifiez-la.
• Le diaphragme de la vanne principale s’est rompu. Remplacez le diaphragme.

La vanne ne s’ouvre pas

• L’orifice est bouché. Ouvrez la vanne et retirez les matériaux de blocage.
• Diaphragme de la vanne principale défectueux. Remplacez le diaphragme.
• Filtre bloqué. Ouvrez la crépine et retirez les matériaux qui la bloquent.
• Saleté dans le siège de la vanne pilote. Nettoyez la saleté.

Les charges légères provoquent un dépassement de la pression contrôlée

• Saleté entre le siège et la tête de la soupape principale. Nettoyez la saleté.
• Soupape sévèrement surdimensionnée. Réglez la vis pour améliorer la pression du fluide requise pour les charges légères.

Dépassement de la pression contrôlée sous des charges normales

• Saleté entre la tête et le siège de la soupape pilote. Nettoyez la saleté.
• Blocage des orifices de la ligne de détection de pression. Retirez l’obstruction.
• Matériaux étrangers entre le siège et la tête de la vanne principale. Ouvrez la vanne et nettoyez les matières étrangères.

Résumé

Les réducteurs de pression ajustables sont utilisés pour réduire la pression du fluide entrant à un niveau de pression aval constant, prédéterminé et sûr. Les fabricants de détendeurs-régulateurs de pression conçoivent cette vanne avec un mécanisme de réglage pour aider à ajuster la pression aval requise. Les composants de cette vanne comprennent un diaphragme flexible utilisé pour contrôler la vanne ainsi qu’un ressort de compression. Le ressort est chargé à l’aide d’une vis de réglage. Le côté pression de la membrane est relié à l’extrémité de sortie du détendeur de réglage afin de garantir que la pression contrôlée est exercée sur la membrane. La vanne se ferme lorsque la vis de réglage est rétractée afin d’assurer qu’aucune charge n’est appliquée au ressort de la vanne. La vanne s’ouvre lorsque la vis de réglage est tournée, ce qui exerce une force sur le ressort du diaphragme et force la vanne à s’ouvrir.

Les fabricants de détendeurs-régulateurs de pression produisent deux types principaux de ces vannes, à savoir les détendeurs-régulateurs de pression à commande pilote et à action directe. Ces détendeurs sont utilisés dans des applications telles que l’approvisionnement en eau commerciale et domestique, les centrales électriques à vapeur, le pétrole et le gaz, les systèmes d’air comprimé, les hôpitaux et les exploitations minières, entre autres. Les avantages de l’achat d’un réducteur de pression de réglage sont la rapidité de fonctionnement, la polyvalence, la fiabilité, la facilité de réparation, l’absence de blocage et l’absence de dommages aux tuyaux et aux vannes en aval.