Types de robinets à soupape haute pression et principe de fonctionnement

Comment fonctionne un robinet à soupape haute pression ?

Un robinet à soupape haute pression fonctionne à l’aide d’un volant manuel ou d’un actionneur. La vanne se met en marche lorsque le volant est tourné dans le sens des aiguilles d’une montre. Le principe de fonctionnement est le même, que le robinet soit à commande manuelle ou automatisée. Un composant appelé tige transmet le couple appliqué sur le volant au disque. La tige tourne en se déplaçant vers le haut, et donc le disque de la vanne se déplace vers le haut. Ce processus laisse l’intérieur de la vanne ouvert, ce qui permet au fluide de s’écouler. L’écoulement du fluide s’arrête lorsque le volant tourne dans le sens inverse des aiguilles d’une montre. Ainsi, la tige tourne dans le même sens et se déplace vers le bas. Le mouvement vers le bas de la tige entraîne le déplacement du disque vers le bas jusqu’à sa position de siège. Dans cette position, le disque de la vanne ferme complètement la voie d’écoulement, garantissant qu’aucun fluide ne s’écoule à travers la vanne. En cas d’étranglement, une légère rotation du volant force le disque de la vanne à se déplacer légèrement vers le haut, laissant la vanne partiellement ouverte.

Figure : Fonctionnement d’un robinet à soupape haute pression.

Types de robinets à soupape haute pression

Robinet à soupape haute pression en Z

Le robinet à soupape haute pression à motif Z est l’un des types de vanne les plus courants. Cette vanne est également connue sous le nom de vanne à modèle standard. Elle possède un siège plat permettant au disque et à la tige de se déplacer dans le sens normal de l’écoulement du fluide. La résistance à l’écoulement dans cette vanne est très élevée par rapport aux autres vannes. Cette résistance accrue à l’écoulement entraîne une forte chute de pression. Il est donc conseillé d’acheter cette vanne si le domaine d’application n’est pas sévèrement affecté par la chute de pression. Cependant, cette vanne est très utile pour l’étranglement.

Figure : Robinet à soupape haute pression en T.

Robinet à soupape haute pression à configuration angulaire

Il s’agit d’une vanne unique conçue pour faire tourner le flux de fluide à un angle de 90^o degrés sans que la canalisation n’utilise de coude. Comme les autres vannes, le disque de la vanne se déplace vers le haut pour ouvrir l’écoulement du fluide et vers le bas jusqu’à la position de repos lorsqu’il ferme la vanne. L’un des principaux avantages de cette vanne est qu’elle peut servir de vanne et également de coude, ce qui réduit le coût du système de tuyauterie.

Figure : Robinet à soupape haute pression à angle.

Robinet à soupape haute pression en Y

Cette vanne est également connue sous le nom de robinet à soupape haute pression à motif oblique. Elle est conçue comme une alternative aux chutes de pression élevées courantes dans d’autres robinets à soupape. La vanne est conçue de telle sorte que la tige et le siège de la vanne se rencontrent à un angle de 45^o degrés. Cette conception conduit à un chemin d’écoulement droit lorsque la vanne est complètement ouverte, ce qui entraîne une faible résistance à l’écoulement du fluide. La résistance à l’écoulement est faible, ce qui permet de réduire la chute de pression. La vanne peut rester partiellement ouverte pendant une longue durée sans souffrir d’érosion.

Figure : Robinet à soupape haute pression en Y.

Robinets à soupape haute pression à brides

Ces vannes sont fabriquées avec des extrémités à bride. Les extrémités à bride sont destinées à contenir les trous qui permettent de raccorder la vanne à la conduite. L’extrémité de la conduite à raccorder doit également avoir une extrémité à bride de la même taille que le robinet. Les fabricants de robinets à soupape haute pression conçoivent ces robinets avec des brides épaisses pour s’assurer qu’elles peuvent résister à la force élevée nécessaire pour fixer le robinet et la conduite. Ce type de vanne est facile à assembler et à désassembler de la conduite. Il est également très fiable et ne présente aucune fuite grâce à sa grande résistance. Cependant, elle est lourde. L’augmentation du poids provient des extrémités à brides et du nombre de boulons et d’écrous utilisés.

Figure : Robinet à soupape haute pression à extrémité bridée.

Robinet à soupape haute pression à extrémité soudée

Il s’agit de vannes qui sont reliées à la canalisation par soudage. L’approche par soudage est principalement utilisée lorsque le fluide transporté par le système de tuyauterie est hautement dangereux. Ainsi, toute fuite légère peut entraîner des pertes considérables pour l’environnement ou pour le personnel de la tuyauterie. La vanne est conçue avec un bout uni ou un bout femelle. Les extrémités sont insérées dans la conduite, et une machine à souder est utilisée pour souder la vanne et la conduite ensemble. Ce type de raccordement est très fiable pour les produits à haute pression, haute température, inflammables et corrosifs. Cependant, une fois que la vanne est connectée à la conduite, il est impossible de la retirer, à moins que la soudure ne soit correctement enlevée.

Figure : Robinet à soupape haute pression à extrémité soudée.

Robinet à soupape électrique haute pression

Il s’agit d’un robinet à soupape haute pression qui fonctionne à l’aide d’un actionneur électrique. Un actionneur électrique fonctionne en utilisant l’énergie électrique. L’énergie électrique provenant du secteur alimente un moteur dans l’actionneur. Le moteur fait alors tourner son arbre en convertissant l’énergie électrique en énergie mécanique. L’énergie mécanique fournit le couple ou le mouvement rotatif dont la tige de la vanne a besoin pour déplacer le disque afin d’ouvrir ou de fermer le flux de fluide. Cette vanne peut être automatisée ou semi-automatisée. Il s’agit d’une vanne à haut niveau d’hygiène, car elle ne contribue pas à la saleté. Compte tenu de son niveau de propreté, la vanne peut être utilisée dans des applications qui exigent des niveaux d’hygiène élevés. Cependant, cette vanne fonctionne à l’électricité ; par conséquent, en cas de panne de courant, elle affecte négativement le fonctionnement de l’usine.

Figure : Robinet à soupape électrique haute pression.

Robinet à soupape pneumatique haute pression

Il s’agit d’une vanne qui fonctionne à l’aide d’un actionneur pneumatique. L’actionneur fonctionne grâce à l’air comprimé. Cependant, cet actionneur a besoin d’une source d’énergie pour comprimer l’air, et l’électricité est donc nécessaire. L’air comprimé agit sur un piston à l’intérieur d’un cylindre, créant un mouvement rotatif. Ce mouvement est transmis à la tige de la vanne, forçant le disque à ouvrir ou fermer le flux de fluide. Cette vanne peut être automatisée afin de réduire les coûts de main-d’œuvre et les risques de blessure pour l’opérateur. La vanne est très propre et peut donc être utilisée si des niveaux d’hygiène élevés sont exigés.

Figure : Robinet à soupape pneumatique haute pression.