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Vanne à bille verrouillable

April 4, 2022

Qu’est-ce qu’un robinet à bille verrouillable ?

Une vanne à bille verrouillable est un type de vanne à bille avec un mécanisme de verrouillage. Comme son nom l’indique, une vanne à bille verrouillable utilise une bille creuse et un mécanisme de verrouillage pour contrôler le débit du fluide et verrouiller la vanne en position ouverte/fermée. Le trou dans la bille de la vanne est l’endroit où le fluide s’écoule dans une vanne à bille verrouillable. Le mécanisme de verrouillage est utilisé pour assurer la sécurité du personnel de la vanne ainsi que pour sécuriser la vanne dans un état ouvert ou fermé. Le mécanisme de verrouillage recouvre l’écrou de la tige afin de s’assurer que le levier du robinet à boisseau sphérique verrouillable ne peut pas être retiré, ce qui permet d’éviter toute interférence ou manipulation du robinet. De plus, l’utilisation d’un robinet à boisseau sphérique verrouillable pour contrôler le flux de fluide permet de s’assurer que le robinet ne peut pas s’ouvrir par erreur lorsqu’il doit être fermé et vice versa. Les robinets à boisseau sphérique verrouillables sont importants car ils contribuent à protéger les personnes travaillant dans des dispositifs de décharge de pression contre les dysfonctionnements.

Figure : Vanne à bille verrouillable.

 

Composants d’un robinet à bille verrouillable

Poignée

La poignée est l’élément d’un robinet à boisseau sphérique verrouillable sur lequel l’opérateur applique une force pour ouvrir ou fermer le robinet. La poignée doit être suffisamment solide pour résister au couple nécessaire à l’ouverture du robinet à boisseau sphérique verrouillable.

Boîtier de vanne/corps de vanne

Le corps de la vanne est le composant principal d’une vanne à bille verrouillable qui sert de barrière de pression. Il contribue à protéger les composants internes du robinet à boisseau sphérique verrouillable contre les dommages extérieurs et les maintient fermement en position. Le corps de la vanne est très important car il doit être très résistant pour pouvoir supporter une pression élevée.

Tige

La tige est la partie d’un robinet à tournant sphérique verrouillable qui aide à transmettre le couple appliqué par l’opérateur du robinet sur la poignée à la sphère du robinet. La tige relie la boule et la poignée dans un robinet à boule verrouillable.

Boule

La bille est le composant chargé d’ouvrir ou de fermer le robinet à bille de verrouillage. La bille comporte un trou dans sa partie centrale par lequel passe le fluide. La bille doit être fabriquée dans un matériau qui améliore la compatibilité avec le fluide.

Mécanisme de verrouillage

Il s’agit du composant d’une vanne à bille verrouillable qui est utilisé pour verrouiller la vanne dans un état ouvert ou fermé.

Siège

Les sièges sont des disques utilisés entre le corps et la bille d’un robinet à boisseau sphérique verrouillable, destinés à assurer l’étanchéité entre le corps et la bille et à améliorer le soutien de la bille contre la pression du fluide.

Emballage

La garniture est un composant qui forme un joint de pression sur la tige de la vanne afin de garantir que le fluide ne fuit pas à travers la vanne à bille de verrouillage.

Figure : Composants d’un robinet à bille verrouillable

 

Comment fonctionne un robinet à bille verrouillable ?

Un robinet à bille verrouillable est un robinet à bille doté d’un mécanisme de verrouillage. Le fonctionnement d’un robinet à bille verrouillable dépend de la bille du robinet. Un robinet à bille verrouillable possède une bille avec un alésage dans sa section centrale. C’est la bille qui est chargée d’ouvrir ou de fermer le flux de fluide. La boule est reliée à la poignée par la tige de la vanne. Pour mettre en marche le robinet à boisseau sphérique verrouillable, on tourne la poignée d’un quart de tour, ce qui fait ensuite tourner la tige et la boule au même angle de 90o . Dans ce cas, l’alésage de la boule devient aligné avec le flux de fluide provenant de la canalisation, ce qui fait passer le fluide à travers la vanne. Pour fermer le robinet à boisseau sphérique verrouillable, la poignée est ensuite tournée dans la direction opposée pendant 90o . Cela fait alors tourner la tige et la sphère du même quart de tour. Dans ce cas, l’alésage de la boule devient perpendiculaire à l’écoulement du fluide de la canalisation, ce qui entraîne la fermeture de la vanne. Le verrouillage d’une vanne à boisseau sphérique verrouillable est utilisé pour fermer ou ouvrir la vanne lorsque l’opérateur de la vanne le juge nécessaire.

 

Types de vannes à bille verrouillables

Vanne à bille verrouillable en deux parties

Il s’agit d’une vanne à bille verrouillable en deux parties. L’une des deux pièces contient le corps et une extrémité de connexion, tandis que l’autre pièce contient la garniture de la vanne et s’insère dans la première pièce avec son extrémité de connexion. Le robinet à boisseau sphérique verrouillable en deux pièces peut être démonté pour l’inspection, le nettoyage et l’entretien. Cependant, dans le cas d’un robinet à boisseau sphérique verrouillable en deux pièces, il faut retirer complètement le robinet de la conduite pour séparer les deux pièces. Dans la plupart des cas, les robinets à tournant sphérique verrouillables en deux parties ont un diamètre de bille à alésage standard ou réduit.

Figure : Robinet à bille à verrouillage en deux parties.

Vanne à bille verrouillable en trois parties

Une vanne à boisseau sphérique verrouillable en trois parties est une vanne composée de trois pièces, à savoir le corps et les embouts. Les trois pièces sont maintenues ensemble par des boulons et des écrous. Le robinet à boisseau sphérique verrouillable en trois parties est conçu de telle sorte que les composants centraux du robinet, à savoir les sièges, la tige et le boisseau sphérique, peuvent être facilement retirés de la canalisation. Cela permet d’améliorer l’efficacité du nettoyage des débris, du remplacement de la garniture de presse-étoupe et des sièges, du polissage des rayures sur la sphère sans avoir à retirer le corps de la vanne de la canalisation. Cependant, si l’on compare une vanne à bille à verrouillage en trois parties aux autres vannes, cette vanne est plus chère. 

Figure : Robinet à bille verrouillable en trois parties.

Vanne à bille verrouillable à trois voies

Il s’agit d’une vanne à bille verrouillable à trois orifices. Une vanne à bille verrouillable à trois voies peut avoir une configuration en forme de L ou de T. Avec une configuration en L, la vanne à bille verrouillable peut être utilisée pour mélanger deux flux de fluide en un seul flux. La configuration verrouillable en forme de T d’une vanne à bille peut être utilisée comme vanne de déviation ou de mélange de fluide. Lorsque la configuration en T est utilisée comme vanne de dérivation, elle est disposée de telle sorte que le flux de fluide provenant d’un orifice est divisé en deux orifices. Lorsque la configuration en T d’une vanne à bille verrouillable à trois voies est utilisée pour mélanger des fluides, elle combine deux flux de fluide provenant de deux orifices pour former un flux de fluide.

Figure : Vanne à bille verrouillable à trois voies.

Vanne à bille verrouillable à passage intégral

Une vanne à passage intégral est également connue sous le nom de vanne à bille verrouillable à passage intégral. Il s’agit d’une vanne dont le diamètre de l’alésage de la boule est égal au diamètre du tuyau. L’un des avantages d’un robinet à boisseau sphérique verrouillable à passage intégral est qu’il ne provoque pas de pertes dues à la friction et que le robinet peut être nettoyé facilement. Lorsqu’il est utilisé dans de grands systèmes de fabrication, l’avantage de l’inspection et du nettoyage sans démonter le robinet à tournant sphérique verrouillable et sans perte de production ne peut être sous-estimé. L’un des principaux défis d’un robinet à tournant sphérique à passage intégral est que le corps et la boule du robinet doivent être plus grands que ceux d’un robinet à tournant sphérique verrouillable standard. En conséquence, le coût d’un robinet à tournant sphérique verrouillable à passage intégral est plus élevé. Malgré ce coût, les robinets à tournant sphérique verrouillables à passage intégral sont utiles lorsqu’une faible résistance au débit est importante, par exemple dans un système de tuyauterie d’aspiration de pompe, où la perte de pression peut réduire les performances de la pompe.

Vanne à bille verrouillable à port réduit

Un robinet à boisseau sphérique verrouillable à orifice réduit est un type de robinet à boisseau sphérique dont le diamètre d’alésage est inférieur au diamètre du tuyau. La réduction du diamètre de l’alésage de la bille par rapport au diamètre du tuyau introduit des pertes dues au frottement et aux turbulences dans une vanne à bille verrouillable. Ainsi, les robinets à bille verrouillables à orifice réduit sont préférés dans les cas où les turbulences, la chute de pression et les caractéristiques du matériau ne sont pas des problèmes majeurs. Une vanne à bille verrouillable à orifice réduit est moins chère et de plus petite taille.

Vanne à bille verrouillable à extrémité filetée

Il s’agit d’une vanne à bille verrouillable qui est connectée à la canalisation à l’aide de filets. Le raccord fileté d’une vanne à bille verrouillable est soit mâle, soit femelle. Un robinet à boisseau sphérique verrouillable avec un raccord à extrémité filetée femelle nécessite une canalisation à filetage mâle et vice versa. Les robinets à bille verrouillables à extrémité filetée peuvent être démontés de la canalisation à des fins d’inspection, de réparation et de nettoyage.

Robinet à boisseau sphérique verrouillable à bride

Il s’agit d’un robinet à boisseau sphérique verrouillable qui possède des extrémités à bride permettant de raccorder le robinet à la canalisation à l’aide de boulons et d’écrous. La canalisation et le robinet à boisseau sphérique verrouillable ont tous deux besoin d’extrémités à bride avec des trous pour les boulons. Ces robinets à boisseau sphérique verrouillables fournissent un joint étanche et peuvent être démontés pour inspection, réparation et nettoyage.

Figure : Vanne à bille verrouillable à extrémité bridée.

 

Applications des robinets à bille verrouillables

  • Les vannes à bille verrouillables sont utilisées dans les systèmes d’approvisionnement en eau et d’irrigation.
  • Les vannes à boisseau sphérique verrouillables sont utilisées dans les applications aériennes, liquides et gazeuses qui nécessitent un service étanche aux bulles.
  • Les vannes à bille verrouillables sont utilisées dans les systèmes d’eau d’alimentation et d’eau de refroidissement.
  • Ces vannes sont utilisées dans les services de vapeur.
  • Ils sont utilisés dans les industries du pétrole et du gaz.
  • Les vannes à bille verrouillables sont utilisées dans différentes industries manufacturières.

 

Avantages des vannes à bille verrouillables

  • Les robinets à bille verrouillables sont dotés d’un mécanisme de verrouillage lorsqu’ils sont en position ouverte ou fermée.
  • Ces vannes améliorent la sécurité des opérateurs et du personnel.
  • Les vannes à bille verrouillables sont rapides à utiliser.
  • Ces vannes sont très résistantes pour les applications à haute pression et à haute température.
  • Les vannes à bille verrouillables sont polyvalentes car elles peuvent être utilisées dans différentes industries.
  • Les vannes à bille verrouillables sont de petite taille et de faible poids.
  • Les vannes à bille verrouillables ont une structure de conception simple et compacte.
  • Un petit couple est nécessaire pour ouvrir/fermer un robinet à boisseau sphérique verrouillable, contrairement à d’autres robinets comme le robinet à soupape ou le robinet-vanne.
  • Les vannes à bille verrouillables peuvent être utilisées pour le mélange et la dérivation des fluides.
  • Ces valves ont un joint parfait qui empêche toute fuite de fluide.
  • Les robinets à bille verrouillables ont une faible chute de pression et un débit élevé de fluide.

 

Inconvénients des robinets à bille verrouillables

  • Les robinets à bille verrouillables peuvent avoir une accumulation de saletés en suspension entre la bille et le corps, ce qui peut provoquer une érosion, des fuites et une défaillance du robinet, ce qui nécessite un entretien fréquent.
  • Les robinets à bille de verrouillage ne conviennent pas aux applications d’étranglement.

 

Dépannage d’une vanne à bille verrouillable

 Fuite au niveau de la connexion filetage/boulon

  • Le raccord fileté est desserré. Serrez le raccord.
  • Filetages incorrects. Vérifiez que les filetages sont de taille appropriée. Remplacez les raccords si nécessaire.
  • Boulons et écrous desserrés. Serrez les boulons et les écrous.
  • Joint usé ou endommagé. Remplacez le joint d’étanchéité.

Fuite au niveau de la tige

  • Le joint torique de la tige est endommagé. Remplacez le joint torique.
  • Tige cassée. Remplacez la tige.

Fuite de la bille

  • Obstruction de la bille. Vérifiez si des solides bloquent la bille et retirez-les.
  • Boule endommagée. Remplacez la bille.

Fuite à travers le siège

  • Sièges usés. Remplacez les sièges.
  • Siège chargé de débris. Nettoyez les débris.
  • Joint torique du siège déplacé ou endommagé. Ajustez la bague du siège ou remplacez-la si nécessaire.

La poignée est difficile à fermer/ouvrir

  • Le support de joint est trop serré. Desserrez légèrement le porte-joint.
  • Obstruction interne. Démontez la vanne à bille verrouillable et vérifiez si des segments bloquent la rotation de la poignée. Nettoyez les segments.
  • Poignée cassée. Cela peut être dû à un impact extérieur. Remplacez la poignée.
  • Tige cassée ou cisaillée. Cela peut être dû à un choc externe. Remplacez la tige si nécessaire.

 

Résumé

Un robinet à boisseau sphérique verrouillable est un robinet à boisseau sphérique doté d’un mécanisme de verrouillage qui peut être utilisé pour verrouiller le robinet lorsqu’il est dans un état fermé ou ouvert. Le mécanisme de verrouillage est utilisé pour aider le personnel de la vanne à isoler la vanne pendant qu’il effectue son travail, ce qui renforce la sécurité dans l’éventualité où la vanne ne pourrait pas être utilisée. La bille possède un alésage en son centre qui est utilisé pour ouvrir ou fermer le flux de fluide. Le verrou est activé en fonction de l’utilisation prévue par l’opérateur, à l’état ouvert ou fermé.

Il existe différents types de robinets à tournant sphérique verrouillables, tels que les robinets à tournant sphérique verrouillables en trois parties, les robinets à tournant sphérique verrouillables en deux parties, les robinets à tournant sphérique verrouillables à trois voies, les robinets à tournant sphérique verrouillables à bride, les robinets à tournant sphérique verrouillables à extrémité filetée, les robinets à tournant sphérique verrouillables à port réduit et les robinets à tournant sphérique verrouillables à port complet. Les robinets à boisseau sphérique verrouillables sont utilisés dans diverses applications telles que le pétrole et le gaz, les industries chimiques, l’approvisionnement en eau, les services de vapeur, l’air, les applications gazeuses et liquides, entre autres applications de fabrication. Les avantages des robinets à boisseau sphérique verrouillables comprennent la facilité d’utilisation, la polyvalence, la haute résistance à la haute pression et à la haute température, ils sont dotés d’un mécanisme de verrouillage et de joints parfaits empêchant toute fuite de fluide.

 

 

 

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