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Vanne papillon à ergots

June 25, 2022

Qu’est-ce qu’une vanne papillon à oreilles ?

Il s’agit d’une vanne conçue avec des ergots filetés à l’extérieur du corps. Ces ergots filetés servent à contenir les boulons utilisés pour raccorder la vanne à la canalisation. Ce type de vanne est installé dans le système de tuyauterie en le plaçant entre deux brides de tuyau. L’étanchéité est renforcée par le montage d’un joint d’étanchéité entre les surfaces de contact de la vanne et de la conduite et les boulons. Deux jeux de boulons séparés sont utilisés à chaque extrémité du robinet, sans utiliser d’écrous. Cette conception permet à la vanne de fonctionner comme une vanne d’isolement ou de convenir à une installation en bout de ligne. Cette conception permet de démonter facilement une extrémité de la vanne sans toucher à l’autre extrémité, ce qui permet de réduire les temps d’arrêt lors des réparations et de la maintenance. Les fabricants de vannes papillon à oreilles conçoivent ce type de vanne avec des longueurs courtes, ce qui la rend économique par rapport aux autres vannes. De plus, cette courte longueur permet aux boulons de s’étendre d’une bride de tuyau à l’autre sur la vanne papillon à oreilles. Le défi de ces vannes est qu’elles supportent le poids de la canalisation et que le corps de la vanne doit être solide.

Figure : Vanne papillon à oreilles.

 

Composants d’une vanne papillon à oreilles

Corps de la valve

Il s’agit d’un composant externe d’une vanne papillon à oreilles qui sert à loger les pièces internes. Le corps est fabriqué de manière très solide pour l’aider à résister à la pression du fluide. Les fabricants de vannes papillon à oreilles utilisent donc des matériaux solides comme l’acier au carbone, la fonte ductile et l’acier inoxydable pour fabriquer ce composant. Toutefois, un cas particulier est celui où la vanne est fabriquée en matière entièrement plastique pour être utilisée dans des milieux corrosifs et à de basses températures inférieures à 60o C.

Manivelle/actionneur

Il s’agit du composant d’une vanne papillon à oreilles utilisé pour fournir la force nécessaire à l’ouverture et à la fermeture de la vanne. Le volant ou le levier à main est utilisé dans les vannes papillon à oreilles manuelles, tandis que l’actionneur est utilisé dans les types automatiques et semi-automatiques.

Tige

Ce composant relie le disque de la vanne au volant/actionneur. La tige sert à transmettre la force appliquée sur le volant au disque de la vanne.

Disque

Il s’agit de l’élément chargé d’ouvrir et de fermer le passage du fluide. Le disque est alimenté par le volant/actionneur par l’intermédiaire de la tige.

Sièges

Les vannes papillon à oreilles ont deux sièges. Les sièges constituent la surface sur laquelle le disque repose lorsque la vanne se ferme. Les sièges garantissent également l’absence de fuite de fluide lorsque la vanne est fermée, car ils assurent une étanchéité parfaite avec le disque de la vanne.

Joint d’étanchéité

Cette pièce est placée entre le tuyau et la surface de contact des vannes pour éviter toute fuite de fluide.

Figure : Composants d’une vanne papillon à oreilles.

 

Comment fonctionne une vanne papillon à ergots ?

Une vanne papillon à oreilles est classée comme une vanne quart de tour. Une vanne quart de tour est une vanne qui fonctionne en tournant le disque de la vanne à un angle de 90o degrés. Cela permet d’ouvrir ou de fermer la voie d’écoulement du fluide. Ces vannes sont soit manuelles, soit actionnées. Le mécanisme de fonctionnement est le même pour les types manuels et actionnés. Pour démarrer une vanne papillon à oreilles, l’opérateur de la vanne tourne le volant d’un quart de tour. Ce mouvement de rotation est transmis au disque de la vanne via la tige de la vanne. Le disque effectue alors le même quart de tour où il devient parallèle au sens d’écoulement du fluide et où il laisse la voie d’écoulement ouverte. Le fluide continue de s’écouler à travers la vanne papillon à oreilles, à condition que le disque soit maintenu ouvert. Pour fermer l’écoulement du fluide, l’opérateur de la vanne tourne le volant dans le sens des aiguilles d’une montre où le disque devient perpendiculaire à la direction de l’écoulement du fluide. Cela permet de bloquer l’écoulement du fluide à travers la vanne. Ces vannes sont également utilisées dans des applications d’étranglement où le disque est tourné dans un angle léger pour permettre un certain débit de fluide à travers la vanne.

Figure : Fonctionnement d’une vanne papillon à oreilles.

 

Types de vannes papillon à oreilles

Vannes papillon à oreilles manuelles

Il s’agit du type de vanne papillon à oreilles qui est actionné manuellement à l’aide d’un volant ou d’un levier à main. L’opérateur actionne la vanne en appliquant une force sur le volant ou le levier manuel pour ouvrir ou fermer le disque de la vanne selon les besoins. Les fabricants de vannes papillon à oreilles conçoivent ces vannes de manière à ce qu’elles puissent être automatisées à l’avenir si cela s’avère nécessaire. Ces vannes sont moins chères que celles qui sont actionnées. Ces vannes sont faciles à utiliser car l’opérateur n’a besoin que de tourner le volant d’un quart de tour pour permettre ou bloquer l’écoulement du fluide. Cependant, dans certaines applications, le couple nécessaire pour actionner la vanne peut être trop élevé pour l’opérateur, ce qui entraîne une grande fatigue, notamment lorsque la vanne est actionnée très fréquemment.

Figure : Vanne papillon à ergots manuelle.

Vanne papillon à oreilles pneumatique

Il s’agit du type de vanne papillon à oreilles qui fonctionne avec un actionneur pneumatique. Il s’agit d’un actionneur qui fonctionne à l’aide d’air comprimé. L’air comprimé est chargé de fournir le couple qui permet d’ouvrir et de fermer la vanne. Les fabricants de vannes papillon à oreilles conçoivent ces vannes pour les utiliser dans différentes applications telles que les applications sanitaires et autres qui nécessitent des niveaux d’hygiène élevés. En effet, l’air comprimé utilisé peut être nettoyé, ce qui rend difficile toute contamination du fluide ou du média transporté. Ces vannes peuvent également être utilisées dans des applications à haute température, en fonction des matériaux utilisés pour fabriquer l’ensemble ou des parties de la vanne.

Figure : Vanne papillon à ergots pneumatique.

Vanne papillon à ergots électriques

Il s’agit d’une vanne papillon à oreilles qui fonctionne grâce à un actionneur électrique. L’actionneur est constitué d’un moteur électrique qui permet de convertir l’énergie électrique en énergie mécanique. L’énergie mécanique se présente sous la forme d’une vitesse de rotation et d’un couple qui passent ensuite par un système de réduction de vitesse pour réduire la vitesse du moteur. Les vannes papillon électriques à oreilles sont automatisées de telle sorte qu’elles peuvent se fermer et s’ouvrir indépendamment sans l’intervention de l’opérateur de la vanne. Les fabricants de vannes papillon à oreilles fabriquent également ces vannes avec un mécanisme de commande qui permet de contrôler leur fonctionnement à distance. Les vannes papillon électriques à oreilles sont polyvalentes car elles peuvent être utilisées dans toutes les applications grâce à la disponibilité de l’électricité. Ces vannes peuvent être utilisées dans différents types de milieux et dans une large gamme de températures en fonction du matériau utilisé pour la fabrication de la vanne.

Figure : Vanne papillon à ergots électriques.

Vanne papillon à ergot hydraulique

Il s’agit d’une vanne papillon à oreilles qui fonctionne avec un actionneur hydraulique et un fluide. L’actionneur hydraulique est un dispositif qui contrôle le débit du fluide dans un circuit hydraulique. Ce type de vanne est très puissant car il utilise des fluides incompressibles. Cela permet à la vanne de produire des valeurs de couple élevées. Les fabricants de vannes papillon à oreilles conçoivent cette vanne pour des applications qui impliquent la fermeture et l’étranglement du flux de fluide. Cette vanne est fabriquée dans des matériaux solides car elle est utilisée dans des applications à haute pression. Les avantages de l’utilisation de ces vannes comprennent un couple élevé et un couple réglable ainsi qu’un fonctionnement souple et fiable.

Figure : Vanne papillon à ergot hydraulique.

Vanne papillon à oreilles en plastique

Il s’agit d’une vanne papillon à oreilles, fabriquée en matière entièrement plastique. Les fabricants de vannes papillon à oreilles fabriquent ces vannes avec des matériaux plastiques pour une utilisation dans des applications à basse température, inférieure à 60o C. Si elle est utilisée à des températures supérieures à cette limite, la vanne fondra et ne sera plus utile. Ces vannes conviennent aux applications qui impliquent des fluides très corrosifs tels que les acides, car les matériaux plastiques sont très résistants à la corrosion par rapport aux matériaux métalliques. Les vannes papillon à oreilles en plastique sont moins chères que leurs homologues métalliques. Ces vannes sont également plus légères que les modèles métalliques. Cependant, le matériau utilisé pour fabriquer cette vanne doit garantir une résistance élevée, ce qui permet à la vanne de supporter la pression du fluide ainsi que le poids des composants de la vanne. Le chlorure de polyvinyle est l’un des matériaux plastiques les plus couramment utilisés pour fabriquer ces vannes. Ce matériau est très résistant et protège la valve contre les chocs et la pression du fluide.

Figure : Vanne papillon à oreilles en plastique.

 

Applications des vannes papillon à oreilles

  • Les vannes papillon à oreilles sont utilisées dans les exploitations minières.
  • Ils sont utilisés dans les usines de fabrication de produits chimiques.
  • Ces vannes sont utilisées dans les applications de purification et de traitement de l’eau.
  • Les vannes papillon à oreilles sont utilisées dans les chaudières pour contrôler le débit de vapeur.
  • Ils sont utilisés dans les industries de fabrication du papier et de la pâte à papier.
  • Ces vannes sont utilisées dans les industries de l’alimentation et des boissons en raison de leur facilité de nettoyage pour améliorer les niveaux d’hygiène élevés.
  • Ils sont utilisés dans les applications impliquant des boues et des lisiers.

 

Avantages des vannes papillon à oreilles

  • Les vannes papillon à oreilles peuvent être automatiques ou manuelles, selon les préférences du client et le domaine d’application.
  • Ces vannes effectuent un tour rapide pour s’ouvrir et se fermer, ce qui leur permet de fonctionner rapidement.
  • Les vannes papillon à oreilles sont polyvalentes car elles peuvent être utilisées dans différentes applications industrielles allant de la basse à la haute température et du corrosif au non corrosif en fonction du matériau utilisé pour fabriquer la vanne.
  • Ces vannes sont de conception simple et compacte et de poids léger.
  • Les vannes papillon à oreilles sont moins chères que d’autres vannes comme les vannes à guillotine.
  • Ils occupent un espace d’installation réduit en raison de leurs petites tailles.
  • Ils peuvent être utilisés comme vannes d’arrêt et d’étranglement.
  • Ils peuvent être utilisés dans les applications de boues car ils ne se bouchent pratiquement pas.
  • Les vannes papillon à oreilles sont faciles à installer, à nettoyer et à réparer.

 

Inconvénients des vannes papillon à oreilles

  • Ces vannes n’ont pas une excellente étanchéité par rapport à d’autres vannes comme les vannes à bille.
  • Le disque de la vanne est influencé et guidé par les turbulences du fluide.
  • Ces vannes ne peuvent être utilisées dans des applications d’étranglement que si la chute de pression est faible.
  • La vanne papillon à oreilles a le disque de la vanne dans la zone d’écoulement lorsque la vanne est ouverte, ce qui augmente la perte de charge.

 

Dépannage d’une vanne papillon à oreilles

Fuite de liquide externe

  • Raccordement tuyau-vanne desserré. Serrez les boulons de la vanne pour atteindre le couple recommandé par le fabricant de la vanne papillon à oreilles.
  • Joints toriques usés. Remplacez les joints toriques.
  • Garniture usée. Remplacez la garniture de la vanne pour éviter les fuites entre la tige et le corps de la vanne.
  • Joint usé ou endommagé. Remplacez le joint d’étanchéité.

Fuite de fluide interne

  • Joints toriques usés. Remplacez les joints toriques.
  • Siège endommagé. Remplacez les sièges.
  • Matériaux bouchés dans la valve. Ouvrez la vanne et retirez les matériaux obstrués. Nettoyez l’intérieur de la vanne.

La vanne est difficile à manœuvrer 

  • Des corps étrangers ont bloqué la valve. Ouvrez la valve et retirez les matières étrangères.
  • Actionneur desserré. Serrez les boulons reliant la vanne et l’actionneur.
  • Corrosion sur les composants de l’actionneur. Nettoyer la corrosion.

 

Résumé

Une vanne papillon à oreilles est un type de vanne quart de tour. Cette vanne fonctionne en faisant un angle d’un quart de tour pour ouvrir ou fermer le flux de fluide. Les fabricants de vannes papillon à oreilles conçoivent cette vanne avec des oreilles filetées à l’extérieur du corps de la vanne. Ces ergots sont destinés à recevoir les boulons utilisés pour relier la conduite et la vanne. La vanne est installée entre deux brides de la canalisation à l’aide des boulons. Un joint d’étanchéité est placé entre les surfaces d’accouplement du robinet et de la conduite pour éviter toute fuite de fluide. Le corps de la vanne est généralement conçu pour avoir des longueurs courtes, ce qui facilite le raccordement des boulons d’une extrémité de la conduite à l’autre. Cela rend également le corps de la vanne petit en taille et léger en poids. Par conséquent, les vannes papillon à oreilles sont moins chères que les autres vannes.

Les fabricants de vannes papillon à oreilles conçoivent différents types de ces vannes, notamment des vannes papillon à oreilles en plastique, des vannes papillon à oreilles manuelles, des vannes papillon à oreilles électriques, des vannes papillon à oreilles pneumatiques et des vannes papillon à oreilles hydrauliques. Ces vannes sont utilisées dans des applications telles que les produits chimiques, le papier et la pâte à papier, les aliments et les boissons, l’approvisionnement en eau, l’exploitation minière, les boues et les applications de boues, entre autres. Les avantages de l’utilisation des vannes papillon à oreilles sont la rapidité de fonctionnement, la simplicité et la compacité de la conception, le faible coût, la légèreté, la polyvalence et la facilité d’installation, de réparation et de nettoyage.

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