Vanne à clapet excentrique

Qu’est-ce qu’un robinet à boisseau excentrique ?

Il s’agit d’un type de vanne à clapet conçu avec un demi clapet. Ce type de vanne convient aux applications qui nécessitent un frottement minimal et des forces de siège élevées de la position ouverte à la position fermée. Les robinets à tournant conique excentriques sont utilisés dans une variété d’applications telles que l’air, les boues, les boues, l’eau propre et sale, entre autres. Les fabricants de robinets à tournant excentrique conçoivent ces vannes comme des modifications des vannes à bille ou à cône. Ces vannes sont conçues de telle sorte que seule la moitié du cône ou de la boule est utilisée pour fermer le flux de fluide. Lorsque la vanne à clapet excentrique est en position d’ouverture complète, son clapet est en dehors du flux de fluide et en retrait dans le corps. La rotation du clapet excentrique dans le siège entraîne un mouvement semblable à celui d’une came mécanique. Cela permet à la vanne à clapet excentrique de forcer le clapet contre la surface du siège pour une fermeture étanche. Cette conception permet à ces vannes de bien fonctionner dans les applications de boues et de lisier. Lorsque la vanne est ouverte, le fluide s’écoule dans le passage creux de la vanne. Les robinets à tournant excentrique sont de conception simple et peu coûteuse. Les robinets à tournant excentrique sont soit manuels soit actionnés, selon le type d’application et les préférences du client.

Figure : Vanne à clapet excentrique.

Composants d’une vanne à clapet excentrique

Corps de la valve

Il s’agit de la partie principale d’un robinet à tournant excentré qui sert à loger toutes les pièces internes. Le corps est fabriqué dans des matériaux métalliques résistants comme l’acier inoxydable, l’acier au carbone, la fonte et la fonte ductile, entre autres. L’utilisation de ces matériaux métalliques solides permet de rendre le corps de la vanne résistant à la pression du fluide. Le corps de la vanne contient également les orifices de la vanne où le fluide entre et sort de la vanne.

Actionneur/roue manuelle

L’actionneur est un composant utilisé pour fournir la force nécessaire à l’ouverture et à la fermeture de la vanne à boisseau excentrique. L’actionneur est utilisé pour les robinets à tournant excentrique automatiques ou semi-automatiques. Les fabricants de robinets à tournant excentrique conçoivent également ces robinets pour une utilisation manuelle. Dans ce cas, le robinet est doté d’un volant sur lequel l’opérateur applique un couple pour ouvrir ou fermer le flux de fluide.

Tige

La tige est un composant d’un robinet à tournant excentrique qui relie l’actionneur/le volant à main et le clapet de la vanne. La tige est chargée de transmettre la force appliquée sur le volant au clapet afin que ce dernier puisse effectuer un quart de tour et ainsi ouvrir ou fermer l’écoulement du fluide. La tige est munie de filets lui permettant de tourner.

Siège

Il s’agit d’un composant d’une vanne à clapet excentrique qui est placé entre le corps de la vanne et le clapet pour empêcher toute fuite de fluide lorsque la vanne est fermée. Le siège sert également de surface d’appui où le clapet de la vanne repose lorsqu’il se ferme. Les fabricants de robinets à tournant excentrique conçoivent le siège avec différents matériaux, ce qui permet d’utiliser le robinet à différents niveaux de température.

Joint d’étanchéité

Le joint est un composant placé entre les surfaces de contact de la vanne et de la conduite pour améliorer l’étanchéité et éviter les fuites de fluide. Le type de matériau utilisé pour fabriquer le joint détermine le domaine d’application et le niveau de température.

Emballage

Il s’agit d’un composant utilisé dans une vanne à clapet excentrique qui permet d’éviter les fuites de fluide entre la tige de la vanne et le couvercle supérieur.

Comment fonctionne un robinet à boisseau excentrique ?

Un robinet à tournant excentrique fonctionne en faisant tourner le tournant de 90^o degrés. Ce quart de tour permet de fermer ou d’ouvrir l’écoulement du fluide. Pour ouvrir un robinet à tournant excentrique, le volant est tourné de 90^o degrés dans le sens inverse des aiguilles d’une montre. Le clapet effectue alors une rotation d’un quart de tour, laissant ainsi le passage du fluide ouvert, ce qui permet au fluide de s’écouler à travers la vanne à clapet excentrique. Le fluide continue de s’écouler à travers la vanne tant que le clapet n’est pas forcé de revenir dans sa position de repos. Pour fermer le clapet à excentrique, la poignée ou le volant est tourné d’un quart de tour dans le sens horaire. Cela oblige le clapet à revenir en position de repos, ce qui bloque le passage du fluide et assure un débit nul. Pour l’étranglement, le volant est tourné d’un angle de 45^o degrés, ce qui ouvre légèrement le bouchon et permet un certain débit de fluide. Cependant, le processus d’étranglement provoque une forte chute de pression et donc une faible efficacité.

Figure : Fonctionnement d’une vanne à clapet excentrique : vanne ouverte (à gauche) et vanne fermée (à droite).

Types de robinets à tournant excentrique

Robinet à boisseau excentrique à extrémité filetée

Il s’agit d’une vanne à clapet excentrique conçue avec des filetages sur les orifices de la vanne pour le raccordement à la conduite. Les fabricants de robinets à tournant excentré à extrémité filetée conçoivent ces robinets pour des applications à moyenne pression. Ces vannes sont de petite taille par rapport au type boulonné. Les robinets à tournant excentrique sont conçus avec des filetages mâles ou femelles. Une vanne à filetage mâle est connectée à un tuyau à filetage femelle et vice versa. Les robinets à tournant conique excentriques à extrémité filetée sont plus petits et plus légers que les robinets à brides ou à boulons. Ces vannes peuvent être ouvertes pour être nettoyées, réparées et entretenues si nécessaire.

Vanne à clapet excentrique à brides

Il s’agit d’un robinet à tournant excentrique conçu avec des brides aux deux extrémités des orifices. Le robinet et la conduite sont reliés par des boulons et des écrous. Le tuyau et la vanne ont des brides de même taille. Les brides des vannes et des tuyaux ont des trous où les boulons sont insérés pour maintenir la vanne et le tuyau ensemble. Les fabricants de robinets à tournant conique excentrique conçoivent ce type de robinet pour une utilisation en cas de pression élevée et lorsque l’espace d’installation n’est pas limité. Ces vannes peuvent être utilisées dans différentes plages de température en fonction des matériaux utilisés pour fabriquer les pièces internes comme le clapet, le siège, les bagues et les joints. Les robinets à tournant excentrique à brides sont exempts de fuites de fluide grâce à leur grande résistance et à leur étanchéité renforcée par l’utilisation de plusieurs boulons et écrous. Les robinets à tournant conique excentrique à bride présentent l’inconvénient d’être plus lourds que les autres types de robinets. Ce poids élevé est dû à l’utilisation de boulons, d’écrous et de brides qui ajoutent du poids aux autres parties de la vanne.

Robinet à boisseau excentrique à extrémité soudée

Il s’agit d’un robinet à tournant excentrique qui est relié à la conduite par la méthode de soudage. La méthode de soudage signifie que la vanne et le tuyau sont soudés ensemble. Cette méthode est très fiable car elle garantit l’absence de fuite de fluide. Les robinets à tournant conique excentrique à extrémité soudée conviennent aux applications à haute pression car ils ne présentent aucune fuite. Ces vannes peuvent également être utilisées dans des applications à haute température afin de garantir l’absence de fuite de vapeur. Les fabricants de robinets à tournant excentrique à embout soudé recommandent l’utilisation de ces robinets dans les applications dangereuses telles que les acides et les produits inflammables ou très chauds. La méthode de soudage garantit que les fluides dangereux ne peuvent pas fuir et qu’il n’y a pas de dommages pour l’environnement ou de blessures pour l’opérateur de la vanne. Les robinets à tournant excentrique à extrémité soudée ne peuvent pas être réparés ou nettoyés sur le terrain en raison de l’élément de connexion soudé. Ces vannes sont recommandées pour les applications où le nettoyage ou la réparation de la vanne ne sont pas fréquents.

Facteurs à prendre en compte lors du choix d’un robinet à tournant excentrique

Type de média

Les fabricants de robinets à tournant conique excentrique conçoivent ces robinets pour qu’ils fonctionnent dans différentes applications allant des fluides corrosifs et visqueux aux fluides non corrosifs et à faible viscosité. L’utilisation de la vanne pour le fluide ou le média approprié, selon les recommandations du fabricant de vannes à boisseau excentrique, permet d’améliorer la durée de vie et de réduire les coûts de réparation et de maintenance.

Pression et vitesse des fluides

Les fabricants de vannes à clapet excentrique conçoivent une vanne pour une utilisation à une pression et une vitesse spécifiques. L’utilisation de la vanne à une pression très élevée par rapport à celle recommandée peut provoquer des fuites de fluide à travers les raccords de la vanne. De même, une vitesse de fluide très élevée provoque des vibrations ou un bruit plus fort que la normale. La pression et la vitesse du fluide doivent donc correspondre aux valeurs recommandées par le fabricant de la vanne à clapet excentrique.

Température de fonctionnement

Les fabricants de robinets à tournant excentrique fabriquent ces robinets avec différents matériaux qui peuvent résister à différents niveaux de température. Certains matériaux comme le caoutchouc et le plastique sont utilisés pour fabriquer des composants tels que les sièges et les bagues qui peuvent résister à de basses températures inférieures à 60^o C. Les températures très élevées nécessitent un robinet à tournant excentrique dont les pièces internes sont fabriquées dans des matériaux métalliques comme l’acier, le laiton et le bronze, entre autres. L’utilisation de la vanne dans une plage de température inadaptée peut endommager les pièces internes ou provoquer une réaction du fluide avec les composants de la vanne et donc des dommages.

Applications des robinets à tournant excentrique

• Les robinets à tournant excentrique sont utilisés dans les boues et les applications de boues car ils ne se bouchent pas facilement.
• Ces vannes sont utilisées pour l’approvisionnement en eau propre et le traitement des eaux usées.
• Les robinets à tournant excentrique sont utilisés dans les centrales électriques à vapeur.
• Ces vannes sont utilisées dans les applications alimentaires et de boissons.
• Ils sont utilisés dans les industries de fabrication du papier et de la pâte à papier.
• Les robinets à tournant excentrique sont utilisés dans les industries de fabrication de produits chimiques.
• Ces vannes sont utilisées dans les industries du pétrole et du gaz.

Avantages des robinets à tournant excentrique

• Les robinets à tournant excentrique sont simples de conception et peu coûteux par rapport aux autres robinets.
• Ces vannes peuvent être utilisées dans les industries à haute pression et à haute température.
• Les robinets à tournant excentrique sont capables de supporter des fluides contenant des boues et des boues liquides.
• Ces vannes peuvent bien fonctionner dans les fluides visqueux.
• Les robinets à tournant excentrique sont polyvalents car ils peuvent être utilisés dans un large éventail d’applications industrielles.
• Les robinets à tournant excentrique sont durables s’ils sont utilisés conformément aux instructions du fabricant.
• Ces valves sont exemptes de fuites de fluide.
• Ils comportent peu de composants rotatifs, ce qui permet de réduire l’usure et les coûts d’entretien.
• Ils fonctionnent rapidement, contrairement à d’autres vannes comme les robinets-vannes.

Inconvénients des robinets à tournant excentrique

• Les robinets à tournant excentrique sont plus lourds que les robinets à tournant sphérique.
• Les robinets à tournant excentrique de grande taille ne peuvent pas être actionnés manuellement en raison du couple important qu’ils nécessitent. Il est donc nécessaire d’utiliser un actionneur.
• Les robinets à tournant excentrique ne sont pas les meilleurs pour les applications d’étranglement. Le processus d’étranglement entraîne une plus grande perte de pression et donc un faible rendement.

Dépannage des vannes à clapet excentrique

Le clapet excentrique ne s’ouvre pas.

• Pression excessive dans la ligne. Réduisez la pression de la ligne.
• Le couple est mal réglé. Ajustez le couple.
• Des matériaux obstruent la tige. Retirez les matériaux à l’origine de l’obstruction.

La vanne ne se ferme pas

• Obstruction. Vérifiez que la vanne ne contient pas de matériaux provoquant une obstruction et retirez-les.

Fuite de fluide interne

• Matériaux étrangers dans la valve. Retirez les matières étrangères qui causent le blocage. Nettoyez les pièces internes de la vanne.
• Joints toriques usés ou endommagés. Remplacez les joints toriques.
• Siège de soupape endommagé ou usé. Remplacez le siège de soupape.

Fuite de liquide externe

• Joints toriques usés. Remplacez les joints toriques.
• Joint endommagé ou usé. Remplacez le joint d’étanchéité.
• Connexion desserrée. Serrez les boulons ou les vis reliant la vanne au couple requis par le fabricant de la vanne à clapet excentrique.

Résumé

Une vanne à clapet excentrique est un type de vanne utilisé pour ouvrir et fermer le flux de fluide dans différentes applications. Les fabricants de robinets à tournant excentré conçoivent ce type de vanne avec un demi-tube en forme de boule ou de cône. Lorsque le robinet à tournant conique excentrique est en position complètement fermée, le demi-tube sort de la trajectoire du fluide et s’enfonce dans le corps. Lorsque la vanne est ouverte, le fluide s’écoule à travers la vanne par un passage creux. Pour fermer le passage du fluide dans une vanne à clapet excentrique, le volant est tourné d’un quart de tour dans le sens des aiguilles d’une montre, ce qui force le clapet à reposer sur la surface d’appui et empêche ainsi le passage du fluide.

Les robinets à tournant conique excentrique sont de différents types, notamment les robinets à tournant conique excentrique à extrémité filetée, les robinets à tournant conique excentrique à extrémité à bride et les robinets à tournant conique excentrique à extrémité soudée. Les facteurs pris en compte avant l’achat d’un robinet à tournant conique excentrique sont le type de fluide, la température de fonctionnement, la pression et la vitesse du fluide. Les fabricants de robinets à tournant excentré conçoivent ces robinets pour des applications telles que les aliments et les boissons, le pétrole et le gaz, les centrales électriques à vapeur, le traitement des eaux usées, l’approvisionnement en eau propre, la fabrication de produits chimiques et les industries du papier et de la pâte à papier, entre autres. Les avantages de l’utilisation des robinets à tournant excentrique sont les suivants : polyvalence, application dans les boues et lisiers, absence de fuites, haute résistance, conception simple et fonctionnement rapide.