Réducteur de pression hydraulique

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

Il s’agit d’un réducteur de pression autonome et automatique qui fonctionne à l’aide d’un fluide hydraulique. Cette valve est utilisée pour réduire la pression élevée du fluide à une pression constante et utilisable. Cette vanne se compose d’un diaphragme flexible qui commande la vanne par l’intermédiaire d’une tige interconnectée et d’un ressort de compression. Le ressort est chargé par une vis métallique qui se déplace vers le haut et vers le bas pour contrôler la pression du fluide selon les besoins. L’utilisation de cette vanne est importante dans la mesure où la réduction de la haute pression à une pression constante et utilisable empêche les pertes qui peuvent se produire en raison de fuites ou de dommages sur les appareils en aval. En outre, l’utilisation de cette vanne permet de réduire les niveaux de bruit qui émanent des vitesses d’écoulement élevées du fluide. Les fabricants de réducteurs de pression hydraulique produisent différents types de ces vannes. Ces valves sont fabriquées dans différents matériaux et sont destinées à être utilisées dans différentes applications industrielles.

Figure : Réducteur de pression hydraulique.

Composants du réducteur de pression hydraulique

Corps

Ce composant est fabriqué à partir de matériaux métalliques solides tels que l’acier inoxydable, l’alliage de nickel, l’acier au carbone, le laiton et d’autres matériaux résistants. Les fabricants de détendeurs hydrauliques conçoivent le corps à partir de tels matériaux afin de s’assurer qu’il est solide pour résister à la pression du fluide ainsi qu’à l’impact des objets qui tombent. Le corps abrite les pièces internes de la vanne et contient également les orifices d’entrée et de sortie de la vanne.

Valve pilote

Cette vanne régule le débit de fluide entrant et sortant de la chambre de contrôle pour améliorer la réponse rapide et le débit constant.

Ressort de réglage

Il s’agit d’un ressort hélicoïdal qui relie le diaphragme de la valve au système hydraulique par l’intermédiaire d’une vis. Il transmet la force nécessaire pour presser le diaphragme afin de faire varier la pression du fluide.

Diaphragme

Ce composant est utilisé pour permettre l’écoulement du fluide à travers la valve. La pression du fluide d’entrée pousse le diaphragme vers le haut, contre la tension du ressort. Cela force la valve à s’ouvrir et le fluide s’écoule alors en aval.

Vis

Il s’agit d’un composant métallique doté de filets qui aident à comprimer ou à allonger le ressort pour pousser le diaphragme vers le haut ou vers le bas afin de faire varier la pression du fluide.

Joints d’étanchéité

Ces composants sont placés entre les surfaces de contact du tuyau et de la vanne. Leur fonction est d’empêcher les fuites de fluide à travers les raccords.

Figure : Composants d’un réducteur de pression hydraulique.

Comment fonctionne un réducteur de pression hydraulique ?

Les réducteurs de pression hydrauliques fonctionnent en convertissant la haute pression du fluide à l’entrée de la vanne en basse pression à la sortie de la vanne. Pour mettre la vanne en marche, l’utilisateur règle la pression de sortie requise sur la vanne. Ainsi, le système hydraulique ajuste la vanne à la pression définie. Cela fonctionne grâce à un ressort de compression qui maintient le diaphragme dans sa position. Les fabricants de réducteurs de pression hydrauliques conçoivent la vanne de telle sorte que si la pression d’entrée est inférieure ou égale au point de consigne de la pression en aval, le fluide continue de s’écouler à travers la vanne. Cela signifie que la pression ne sera pas à un niveau tel qu’elle puisse forcer le ressort de rappel à fermer la vanne. C’est la demande du côté de la sortie qui provoque une chute de pression, ce qui signifie que le réducteur de pression hydraulique restera ouvert. Lorsque la pression d’entrée dépasse la pression de sortie requise, elle surpasse la tension du ressort de la soupape. Cette tension du ressort est due à la valeur de la pression fixée par l’utilisateur. Ainsi, la pression de sortie force le diaphragme de la soupape à se déplacer vers le haut, ce qui ferme effectivement la soupape. Cela se produit principalement lorsque la demande du côté de la sortie est faible ou nulle.

Figure : Fonctionnement d’un réducteur de pression hydraulique.

Types de réducteurs de pression hydrauliques

Réducteur de pression hydraulique en plastique

Il s’agit d’un détendeur hydraulique fabriqué à partir de matériaux plastiques tels que le chlorure de polyvinyle (PVC) et le propylène. Ces matériaux sont suffisamment résistants pour supporter une pression modérée et des dommages dus aux chocs. Les fabricants de détendeurs hydrauliques conçoivent ces vannes pour des applications à pression modérée et à basse température. L’utilisation de ces valves à des températures élevées provoque des dommages à la valve en raison des mauvaises propriétés thermiques des matériaux plastiques. Une pression élevée peut endommager la soupape et provoquer une fuite excessive de fluide. Cependant, cette vanne est très bonne pour contrôler le flux de produits corrosifs car la résistance à la corrosion des matériaux plastiques est supérieure à celle des matériaux métalliques. En outre, ces vannes sont moins chères que leurs homologues métalliques.

Figure : Réducteur de pression hydraulique en plastique.

Réducteur de pression hydraulique piloté

Il s’agit d’une vanne de réduction de pression hydraulique conçue pour être utilisée dans les grandes charges qui nécessitent un contrôle étroit. Cette vanne réagit rapidement aux variations de charge et convient mieux à une large gamme de débits de fluide que les autres types de vannes. Les fabricants de réducteurs de pression hydrauliques conçoivent cette vanne avec une grande taille pour améliorer les débits de fluide importants. La grande taille rend la vanne plus chère par rapport aux autres vannes. Les fabricants de réducteurs de pression hydrauliques utilisent une vanne auxiliaire appelée vanne pilote pour faire fonctionner cette vanne. La vanne pilote est utilisée pour charger un diaphragme ou un piston afin d’augmenter la force vers le bas. Cette force est utilisée pour ouvrir la vanne principale et permettre l’écoulement du fluide. Cette conception permet d’améliorer le débit du fluide à faible variation de pression.

Le contrôle de l’ouverture et de la fermeture de la vanne pilote est renforcé par la force d’équilibrage entre la pression secondaire et la force du ressort. La vanne pilote est destinée à fournir une pression au diaphragme ou au piston de la vanne principale. Elle crée une force vers le bas qui est ensuite amplifiée par la surface du diaphragme ou du piston. Cela contribue à l’ouverture de la vanne principale, ce qui facilite un débit élevé du fluide. En tant que telle, cette valve de réduction de pression hydraulique a une réponse rapide sur une large gamme de débits de fluide. Un autre avantage de cette vanne est l’étanchéité de la pression du côté aval.

Réducteur de pression hydraulique à action directe

Il s’agit d’un réducteur de pression hydraulique utilisé pour les petites charges. Cette valve est la plus simple des valves de réduction de pression hydraulique et utilise un soufflet convoluté ou une membrane plate pour fonctionner. La précision de cette vanne par rapport au point de consigne en aval est d’environ +/- 10%. Cette vanne n’offre pas de contrôle précis du débit du fluide. Ce réducteur de pression hydraulique est moins cher que le réducteur piloté. De plus, cette valve est de conception compacte et facile à installer. Cependant, cette valve a plus de variation de pression par rapport au type piloté.

Cette vanne fonctionne en utilisant une force d’ajustement du ressort déclenchée par l’actionneur hydraulique pour ouvrir directement la vanne. Le ressort utilise ses propriétés de compression pour créer la force d’ouverture de la vanne qui entraîne l’écoulement du fluide. Lorsque la pression augmente en aval, elle crée un équilibre où elle alimente la pression en aval vers le dessous du ressort où la force ascendante s’équilibre contre la force compressive. Cette force de compression est limitée afin d’améliorer la sensibilité du ressort et de l’équilibrer avec les changements de pression en aval.

Facteurs à prendre en compte lors de l’achat d’un détendeur hydraulique

Type de média

Les fabricants de réducteurs de pression hydrauliques conçoivent différents types de ces vannes pour les utiliser dans différentes applications. Chaque vanne est conçue pour être utilisée avec un fluide spécifique. Certaines de ces valves sont destinées aux fluides corrosifs, d’autres non. Il est donc très important de connaître le type de fluide auquel la vanne sera exposée avant de l’acheter.

Température de fonctionnement

Les fabricants de détendeurs hydrauliques utilisent différents matériaux métalliques ou souples pour fabriquer la valve. Les matériaux souples sont destinés à être utilisés dans des applications à basse température, tandis que les matériaux métalliques sont destinés à être utilisés à des températures élevées. L’utilisation de la valve à une température inadéquate l’endommagera bien sûr dès le premier jour de travail.

Pression

Chaque réducteur de pression hydraulique a son niveau de pression le plus élevé auquel il peut fonctionner confortablement. L’utilisation d’un réducteur à des niveaux de pression inadéquats entraînera un dysfonctionnement ou des fuites excessives, qui se traduiront par des pertes du fluide transporté ou d’autres dommages à l’environnement.

Applications des réducteurs de pression hydraulique

• Les réducteurs de pression hydrauliques sont utilisés dans les systèmes d’extinction d’incendie pour aider à réduire la pression d’entrée à une pression de sortie stable et sûre.
• Ces vannes sont utilisées dans les systèmes d’alimentation en eau domestiques et commerciaux.
• Les réducteurs de pression hydrauliques sont utilisés dans les exploitations minières.
• Ils sont utilisés pour le contrôle des produits chimiques dans les applications industrielles.
• Ces valves sont utilisées dans les hôpitaux pour contrôler le flux d’oxygène.
• Les réducteurs de pression hydrauliques sont utilisés pour contrôler le débit de vapeur et d’eau dans les centrales à vapeur.
• Ils sont utilisés dans les industries du pétrole et du gaz.
• Ils sont utilisés dans les systèmes d’air et de gaz comprimés.

Avantages des détendeurs de pression hydraulique

• Ces valves sont exemptes de fuites de fluide.
• Les valves de réduction de la pression hydraulique évitent d’endommager les appareils de plomberie.
• Ils sont rapides à mettre en œuvre.
• Ils sont actionnés par un système hydraulique.
• Ils permettent un écoulement régulier et sûr des fluides.
• Les détendeurs hydrauliques sont de conception simple et compacte.
• Leurs opérations de réparation et d’entretien sont faciles et peu coûteuses.
• Ils sont exempts d’obstruction car ils utilisent une crépine pour filtrer les matières étrangères.
• Elles sont très fiables car aucun fluide excédentaire ne peut s’écouler à travers la valve.

Inconvénients des réducteurs de pression hydraulique

• Ces valves sont plus chères que les autres.
• Elles sont de grande taille par rapport aux autres vannes et occupent donc une grande surface d’installation.

Dépannage des détendeurs de pression hydraulique

La pression contrôlée dépasse les limites sous des charges normales

• Il y a un blocage dans la ligne ou les orifices de détection de pression. Retirez les matériaux de blocage.
• Il y a des saletés ou des corps étrangers entre la tête et la vanne pilote. Ouvrez la soupape et nettoyez la saleté ou les corps étrangers.
• Il y a des matériaux étrangers entre le siège et la tête de la vanne principale. Ouvrez le réducteur de pression hydraulique et nettoyez les corps étrangers.

La pression contrôlée dépasse la limite sur les charges légères

• Saleté entre le siège et la tête de la soupape principale. Ouvrez la vanne et nettoyez la saleté.
• Fuite au niveau de la vanne de dérivation. Réparez la vanne de dérivation si nécessaire.

Le réducteur de pression hydraulique ne s’ouvre pas

• Diaphragme de la vanne principale défectueux. Remplacez le diaphragme.
• Orifice bloqué. Retirez les matériaux de blocage.
• Filtre bloqué. Retirez les matériaux de blocage.
• Saleté sur le siège de la soupape pilote. Nettoyez la saleté.

Faible pression de refoulement

• Diaphragme de la vanne principale défectueux. Remplacez le diaphragme.
• Valve sous-dimensionnée. Assurez-vous que la charge correspond aux valeurs nominales recommandées par le fabricant du réducteur de pression hydraulique.

La vanne ne se ferme pas

• Fuite par la vanne de dérivation. Réparez la valve de dérivation.
• Ligne de détection du pilote bloquée. Nettoyez les matériaux de blocage.

Résumé

Un réducteur de pression hydraulique est une vanne à fonctionnement automatique utilisée pour réduire la pression excessive dans un système de tuyauterie à une pression de service stable et sûre. Les détendeurs de pression hydrauliques fonctionnent à l’aide d’un diaphragme flexible qui contrôle le débit du fluide via un ressort et une vis de réglage. Le côté pression du diaphragme est relié à l’extrémité de sortie de la vanne pour exercer une pression contrôlée sur le diaphragme. Les fabricants de réducteurs de pression hydrauliques conçoivent cette vanne de telle sorte que lorsqu’il n’y a pas de charge sur le ressort de la vanne, celle-ci se ferme. Le système hydraulique applique un couple sur une vis de réglage et donc sur le ressort pour transmettre une force au diaphragme de la vanne. Cela force le diaphragme à ouvrir la vanne et permet au fluide de s’écouler de la vanne.

Les fabricants de réducteurs de pression hydrauliques conçoivent ces vannes en utilisant différents matériaux, des matériaux métalliques aux matériaux plastiques. Les matériaux utilisés pour fabriquer la vanne déterminent le domaine d’application et il est donc important de se renseigner auprès du fabricant de réducteurs de pression hydraulique ou du vendeur de la vanne sur l’application de la vanne. Les facteurs à prendre en compte lors de l’achat d’un réducteur de pression hydraulique sont la pression de fonctionnement, la température et le type de fluide. Les différents types de réducteurs de pression hydrauliques sont les réducteurs de pression hydrauliques en plastique, les réducteurs de pression hydrauliques à action directe et les réducteurs de pression hydrauliques pilotés, entre autres. Les applications des réducteurs de pression hydrauliques sont la protection contre les incendies, les systèmes d’air et de gaz comprimés, l’exploitation minière, les hôpitaux, les produits chimiques, le pétrole et le gaz, entre autres. Les avantages de l’utilisation des réducteurs de pression hydrauliques sont la fiabilité, la polyvalence, l’absence de fuites, la facilité d’installation et de réparation, l’absence de blocage et la rapidité de fonctionnement.