Vanne à bille à passage intégral

Qu’est-ce qu’une vanne à passage intégral ?

Le robinet à boisseau sphérique à passage intégral est également connu sous le nom de robinet à boisseau sphérique à passage intégral. Un robinet à boisseau sphérique à passage intégral est un type de robinet à boisseau sphérique dont le corps est plus grand que celui d’un robinet à boisseau sphérique standard. Avec un corps plus grand, un robinet à boisseau sphérique à passage intégral abrite un boisseau sphérique plus grand ainsi que des ouvertures plus grandes. Les ouvertures des robinets à tournant sphérique à passage intégral sont de la même taille que le tuyau raccordé. Par exemple, un robinet à boisseau sphérique à passage intégral d’un diamètre de 2 pouces nécessitera un tuyau de 2 pouces de diamètre. Cela signifie qu’un tel robinet à boisseau sphérique à passage intégral aura un trou de balle de 2 pouces. Un robinet à boisseau sphérique à passage intégral est avantageux car il offre moins de résistance au fluide, moins de perte de pression et moins de friction lorsque le fluide s’écoule. Les robinets à tournant sphérique à passage intégral sont principalement utilisés dans les applications où le nettoyage et une faible résistance au fluide sont nécessaires et où la perte de pression peut affecter les performances de la conduite. Cependant, les vannes à bille à passage intégral sont plus chères que les autres vannes à bille.

Figure : Vanne à bille à orifice standard comparée à une vanne à bille à orifice complet.       

Composants d’un robinet à boisseau sphérique à passage intégral

Boîtier de la valve

Le boîtier de la vanne est également connu sous le nom de corps de la vanne. Il s’agit du composant d’un robinet à tournant sphérique à passage intégral utilisé pour couvrir tous les composants internes du robinet. C’est l’une des pièces les plus importantes d’un robinet à tournant sphérique à passage intégral, car elle protège le robinet contre les surpressions et assure la sécurité de toutes les pièces internes. Le boîtier de la vanne est fabriqué à partir de matériaux solides, en fonction de son application, afin de garantir que la vanne à boisseau sphérique à passage intégral puisse résister à des températures et à des pressions élevées.

Poignée du robinet

Il s’agit d’un composant utilisé dans les robinets à boisseau sphérique manuels à passage intégral. La poignée est l’élément sur lequel l’opérateur du robinet à boisseau sphérique à passage intégral exerce une force pour ouvrir/fermer le robinet.

Actionneur

Un actionneur est un composant utilisé dans les vannes à bille à passage intégral automatiques. L’actionneur est utilisé pour fournir la force nécessaire à l’ouverture/la fermeture du robinet à tournant sphérique à passage intégral. Les actionneurs utilisés dans les vannes à boisseau sphérique à passage intégral comprennent les actionneurs hydrauliques, pneumatiques et électriques. Un système automatisé est utilisé pour contrôler la fermeture/ouverture du robinet à boisseau sphérique à passage intégral. Cependant, l’utilisation d’actionneurs est nécessaire pour les systèmes de contrôle compliqués.

Tige ou arbre

La tige ou l’arbre est le composant d’un robinet à tournant sphérique à passage intégral utilisé pour relier la sphère à la poignée ou à l’actionneur. Une extrémité de la tige est reliée à l’actionneur ou à la poignée tandis que l’autre extrémité est reliée à la sphère. La tige comporte des joints toriques et des bagues d’étanchéité utilisés pour éviter les fuites de fluide.

Boule rotative

Il s’agit d’une boule avec un trou dans sa partie centrale. La boule est responsable de l’ouverture/fermeture du flux de fluide. La boule est reliée à la tige de sorte que lorsque la tige est tournée par l’actionneur ou la poignée, la boule tourne d’un quart de tour pour permettre ou bloquer l’écoulement du fluide.

Sièges

Le siège est un disque installé entre le corps de la vanne et la bille. Les sièges permettent d’assurer l’étanchéité entre la bille et le corps.

Emballage

La garniture est un joint placé autour de la tige. Il permet d’éviter les fuites de fluide par la tige.

Comment fonctionne une vanne à bille à passage intégral ?

Un robinet à boisseau sphérique à passage intégral est un robinet à boisseau sphérique qui ouvre et ferme le flux de fluide à l’aide d’une bille. La bille d’un robinet à boisseau sphérique à passage intégral possède un alésage en son centre. Le fluide dans un robinet à tournant sphérique à passage intégral passe par cet alésage dans la bille. La sphère d’un robinet à tournant sphérique à passage intégral est reliée au volant ou à l’actionneur par la tige. Lorsqu’un couple est appliqué sur le volant, il est transmis à la sphère par la tige du robinet. Pour ouvrir un robinet à tournant sphérique à passage intégral, la poignée est tournée d’un quart de tour, soit 90^o . Lorsque la poignée est tournée de 90^o , elle fait également tourner la tige et la sphère de 90^o . Lorsque la boule est tournée de 90^o , l’alésage de la boule est aligné avec la canalisation contenant le fluide. Le fluide s’écoule alors à travers la vanne et la vanne à boisseau sphérique à passage intégral est dite ouverte. Pour fermer un robinet à tournant sphérique à passage intégral, il faut tourner la poignée dans le sens inverse pendant 90^o . Cela fait tourner la tige de la vanne et la sphère de 90^o . À ce stade, l’alésage de la boule devient perpendiculaire à la canalisation et le fluide ne peut pas s’écouler à travers la vanne. Dans cet état, on dit que la vanne à bille à passage intégral est fermée.

Figure : Vanne à bille à passage intégral ouverte et vanne à bille à passage intégral fermée.

Types de vanne à bille à passage intégral

Vanne à bille à passage intégral en deux parties

Il s’agit d’un robinet à bille à passage intégral composé de deux pièces. La première pièce est constituée du corps de la vanne et d’un raccord d’extrémité, tandis que la seconde pièce est emboîtée dans la première pour maintenir la garniture en place et contient également le second raccord d’extrémité. Les robinets à tournant sphérique à passage intégral en deux pièces peuvent être démontés pour l’inspection, le nettoyage, la réparation et l’entretien. Toutefois, dans le cas d’un robinet à boisseau sphérique à orifice intégral en deux pièces, il faut retirer complètement le robinet de la canalisation pour séparer les deux pièces. Le robinet à boisseau sphérique à passage intégral en deux parties est utilisé, entre autres, dans les applications haute pression, l’eau domestique froide et chaude, le chauffage, la ventilation et la climatisation, l’air comprimé et la vapeur basse pression.

Figure : Robinet à bille à passage intégral en deux parties.

Vanne à bille à passage intégral en trois parties

Un robinet à boisseau sphérique à passage intégral en trois pièces est un robinet à boisseau sphérique conçu en trois pièces, à savoir un corps et deux embouts. Ce robinet à tournant sphérique à passage intégral est composé de trois pièces reliées par des boulons et des écrous. Un robinet à boisseau sphérique à passage intégral en trois parties est conçu de manière à faciliter le retrait de la partie centrale contenant la tige, la boule et les sièges du système de tuyauterie. Cela permet d’améliorer l’efficacité du nettoyage des solides déposés, du remplacement de la garniture de presse-étoupe et des sièges, du polissage des rayures sur la sphère sans avoir à retirer la conduite du corps du robinet. Un robinet à tournant sphérique trois pièces à passage intégral est avantageux dans la mesure où il peut être entretenu sans qu’il soit nécessaire de retirer l’ensemble du robinet du système de tuyauterie. Les robinets à tournant sphérique à passage intégral en trois parties sont très solides et conviennent donc aux applications à haute pression et à haute température. Cependant, les robinets à tournant sphérique à passage intégral en trois parties sont très chers par rapport aux autres robinets.

Vanne à bille à trois voies à passage intégral

Un robinet à boisseau sphérique à trois voies à passage intégral est un robinet à boisseau sphérique à trois orifices. Ce type de vanne à bille à passage intégral utilise trois orifices pour servir de vanne de mélange ou de vanne de dérivation. Un robinet à boisseau sphérique à trois voies à passage intégral a deux configurations : la forme en L et la forme en T. La forme en L d’un robinet à boisseau sphérique à passage intégral à trois voies est utilisée pour dévier le fluide d’un orifice vers un autre orifice. La vanne à bille à trois voies à passage intégral en forme de T est utilisée pour dévier le fluide ou pour le mélanger. Lorsqu’elle est utilisée pour mélanger des fluides, une vanne à bille à trois voies à passage intégral fusionne deux flux de fluide provenant des orifices d’entrée en un seul flux qui s’écoule par l’orifice de sortie. La vanne à bille à trois voies à passage intégral en T est également utilisée pour dévier le flux de fluide d’un orifice vers les deux autres orifices.

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

Robinet à bille à bride à passage intégral

Le robinet à boisseau sphérique à passage intégral à brides est un robinet défini par des extrémités à brides où des boulons et des écrous sont utilisés pour raccorder le robinet à la canalisation. Ce type de robinet à boisseau sphérique à passage intégral permet un contrôle efficace du fluide car il peut améliorer l’étanchéité aux bulles. L’un des avantages d’une vanne à bille à passage intégral à brides est qu’elle peut facilement être retirée de la canalisation pour être inspectée, nettoyée, réparée et entretenue. En tant que tel, ce type de robinet à boisseau sphérique à passage intégral peut améliorer l’hygiène car il est facile à nettoyer. Il est également économique, car lorsqu’un composant d’un robinet à boisseau sphérique à orifice intégral et à bride est défectueux, il peut être réparé au lieu de mettre le robinet entier au rebut.

Figure : Robinet à bille à bride à passage intégral.

Applications du robinet à boisseau sphérique à passage intégral

• Les vannes à bille à passage intégral sont utilisées dans les systèmes d’eau d’alimentation et d’eau de refroidissement.
• Ils sont utilisés dans les systèmes d’irrigation et d’approvisionnement en eau.
• Ils sont utilisés dans les industries pharmaceutiques.
• Les vannes à bille à passage intégral sont utilisées dans la production d’électricité à partir de la vapeur.
• Ces vannes sont utilisées dans le traitement des aliments et des boissons.
• Les vannes à bille à passage intégral sont utilisées dans les mélanges et les traitements chimiques.
• Ils sont utilisés dans les industries du pétrole et du gaz.
• Les robinets à bille à passage intégral sont utilisés dans les systèmes de sécurité incendie.

Avantages du robinet à bille à passage intégral

• Un robinet à bille à passage intégral offre un joint étanche aux bulles et sans fuite.
• Les vannes à bille à passage intégral s’ouvrent et se ferment rapidement.
• Ces vannes sont légères par rapport à d’autres vannes comme les vannes à guillotine.
• Les robinets à boisseau sphérique à passage intégral sont polyvalents car ils peuvent être utilisés dans différentes applications dans différentes industries.
• Les robinets à boisseau sphérique à passage intégral sont solides, ce qui permet de les utiliser dans des applications sous pression et à haute température.
• Le robinet à boisseau sphérique à passage intégral peut utiliser plusieurs orifices adaptés à différentes tâches telles que le mélange de fluides et la déviation de fluides.
• Les robinets à tournant sphérique à passage intégral conviennent à l’inspection, au nettoyage, à la réparation et à la maintenance.
• Les vannes à bille à passage intégral ont une faible résistance au fluide, ce qui les rend plus efficaces.
• Ces valves ont une faible chute de pression.

Inconvénients du robinet à bille à passage intégral

• Les robinets à bille à passage intégral ne conviennent pas aux applications d’étranglement.
• Les robinets à bille à passage intégral ne conviennent pas aux applications avec des solides, car ils ont tendance à provoquer de l’usure, des fuites et une défaillance du robinet.
• Les vannes à bille à passage intégral sont chères par rapport aux autres vannes.

Dépannage des vannes à bille à passage intégral

Fuite interne

• Fuite à travers la boule. Particules obstruées. Nettoyez les particules qui bloquent la boule.
• La tige ou l’arbre est cassé. Retirez le raccord d’extrémité et vérifiez la rotation de la sphère tout en faisant fonctionner la vanne. Réparez ou remplacez la tige si nécessaire.
• Siège endommagé. Remplacez le siège.
• Débris sur le siège. Nettoyez les débris.
• Le joint torique du siège est endommagé ou déplacé. Remplacez le joint torique du siège en conséquence.
• Boule endommagée. Remplacez la bille.

Le robinet à bille à passage intégral est difficile à ouvrir/fermer.

• Obstructions internes dues à l’accumulation de sédiments. Retirez la vanne à bille à passage intégral et vérifiez l’accumulation de sédiments et nettoyez-les. Vérifiez la compatibilité de la vanne avec le média sur lequel vous travaillez.
• Poignée trop serrée. Desserrez légèrement la poignée.
• Attaque chimique sur la vanne à bille à passage intégral. Vérifiez qu’il n’y a pas d’attaque telle qu’une déformation, une attaque chimique, un décollement ou un blanchiment des surfaces. Assurez-vous que la vanne est compatible avec le fluide.
• Poignée cassée. Remplacez la poignée.
• Poignée dénudée. Cela peut être dû à une exposition excessive aux rayons du soleil ou à une température élevée qui ramollit la poignée. Protégez la vanne des rayons du soleil. Remplacez la poignée si nécessaire.
• Tige cassée. Remplacez la tige/arbre.

Résumé

Un robinet à boisseau sphérique à passage intégral est un type de robinet à boisseau sphérique dans lequel le diamètre de l’alésage du boisseau est égal au diamètre du tuyau. Dans ce cas, par exemple, un trou de bille de 2 pouces de diamètre dans une vanne à bille à passage intégral sera connecté à un tuyau de 2 pouces de diamètre. Les robinets à boisseau sphérique à passage intégral permettent de réduire la résistance à l’écoulement du fluide et la chute de pression, car l’écoulement est presque rectiligne, contrairement à d’autres robinets tels que les robinets à boisseau sphérique standard ou à passage réduit. Les vannes à bille à passage intégral fonctionnent en utilisant une bille avec un trou dans sa partie centrale. L’alésage est destiné à permettre l’écoulement du fluide lorsque la vanne à passage intégral est ouverte. Lorsqu’un robinet à tournant sphérique à passage intégral est ouvert, l’alésage de la boule est colinéaire à la canalisation. Lorsque le robinet à boisseau sphérique à passage intégral est fermé, l’alésage de la bille est orienté perpendiculairement à l’écoulement du fluide, bloquant ainsi ce dernier.

Il existe différents types de vannes à bille à passage intégral, notamment la vanne à bille à passage intégral en trois parties, la vanne à bille à passage intégral en deux parties, la vanne à bille à passage intégral à trois voies et la vanne à bille à passage intégral à brides. Les robinets à tournant sphérique à passage intégral sont utilisés dans diverses applications, notamment la production d’énergie, les systèmes d’alimentation en eau et d’eau de refroidissement, le pétrole et le gaz, l’irrigation et l’industrie chimique, entre autres. Les robinets à tournant sphérique à passage intégral présentent de nombreux avantages, notamment la possibilité d’être inspectés, nettoyés et réparés, la polyvalence, la durabilité, la rapidité de fonctionnement, la solidité du corps, l’adaptation aux applications à haute pression et l’efficacité énergétique.