Vanne papillon manuelle

Qu’est-ce qu’une vanne papillon manuelle ?

Il s’agit d’une vanne papillon qui est actionnée par un volant ou un levier à main. Un opérateur de vanne est nécessaire pour démarrer et arrêter la vanne. Cette vanne fonctionne en tournant la poignée qui fait ensuite tourner le disque afin d’ouvrir ou de fermer le flux de fluide selon les besoins. Les opérations d’ouverture et de fermeture ne nécessitent qu’un quart de tour de la poignée, ce qui rend ces vannes rapides à utiliser. Ces vannes sont moins chères que les vannes automatiques. Les fabricants de vannes papillon manuelles produisent ces vannes en utilisant différents matériaux. Ces matériaux déterminent l’endroit où la vanne peut être utilisée en termes de température et de type de fluide, c’est-à-dire corrosif ou non corrosif pour les fluides visqueux. Les vannes papillon manuelles sont conçues avec des longueurs courtes, ce qui leur permet d’occuper un espace réduit par rapport aux autres vannes. Cela permet également de réduire le poids et le coût de la vanne. Ces vannes sont conçues pour permettre un écoulement bidirectionnel du fluide, bien qu’il en existe quelques-unes destinées à un écoulement unidirectionnel.

Figure : Vannes papillon manuelles.

Composants d’une vanne papillon manuelle

Manivelle/levier à main

C’est la partie d’une vanne papillon manuelle où l’opérateur applique une force pour démarrer ou arrêter l’écoulement du fluide. Certaines vannes sont conçues pour fonctionner à l’aide d’un volant tandis que d’autres utilisent un levier à main.

Corps

Le corps est le composant principal qui abrite les pièces internes. Les fabricants de vannes papillon manuelles conçoivent le corps en utilisant des matériaux métalliques solides tels que l’acier inoxydable, l’acier au carbone, les alliages de nickel et le laiton, entre autres. Ces matériaux rendent le corps suffisamment solide pour supporter le poids des autres composants. La résistance élevée aide également la vanne à résister à la pression du fluide et à protéger les composants internes contre les chutes d’objets.

Tige

La tige est la partie qui relie le volant/levier à main au disque. Ce composant de la vanne papillon manuelle est utilisé pour transmettre la puissance du volant au disque. La tige est également constituée d’un matériau métallique pour aider à supporter le couple nécessaire à l’ouverture et à la fermeture de la vanne.

Boîte de vitesses

Il s’agit d’un composant qui abrite les engrenages utilisés dans certaines vannes papillon manuelles pour changer la direction du couple de l’horizontale à la verticale. Cela se produit lorsque le volant est orienté perpendiculairement à la tige. La boîte d’engrenages est montée sur le dessus de la tige de la vanne.

Disque

C’est le composant qui est responsable de l’ouverture et de la fermeture du flux de fluide à travers la vanne. Le disque est actionné par le volant à travers la tige.

Sièges

Il s’agit d’un composant placé entre le disque et le corps de la vanne. Les sièges servent de surfaces sur lesquelles le disque repose lorsque la vanne est fermée. Les fabricants de vannes papillon manuelles conçoivent ces vannes avec deux sièges. Le rôle des sièges est d’empêcher toute fuite de fluide lorsque la vanne est fermée.

Joint d’étanchéité

Il s’agit d’un composant placé entre la vanne et le raccord de tuyauterie pour éviter les fuites de fluide. Les fabricants de vannes papillon manuelles conçoivent le joint à partir de différents matériaux. Le matériau utilisé pour fabriquer le joint détermine l’endroit où cette vanne peut être utilisée.

Figure : Composants d’une vanne papillon manuelle.

Comment fonctionne une vanne papillon manuelle ?

Une vanne papillon manuelle fonctionne lorsque l’opérateur applique un couple sur le volant ou le levier à main. Cela permet de fermer ou d’ouvrir l’écoulement du fluide. Pour ouvrir la vanne, le volant/levier manuel est tourné dans le sens inverse des aiguilles d’une montre. Ce couple est alors transmis au disque de la vanne par l’intermédiaire de la tige. Le disque fait alors un quart de tour et s’aligne parallèlement à l’écoulement du fluide, laissant la vanne ouverte. Le fluide continue alors de s’écouler à travers la vanne ouverte. Pour fermer la vanne, le volant/levier manuel est tourné d’un quart de tour dans le sens des aiguilles d’une montre. Ce couple ramène le disque en position de repos. Dans cette position, le disque devient perpendiculaire au sens d’écoulement du fluide et bloque tout fluide qui tente de traverser la vanne. Pour limiter le débit du fluide, l’opérateur tourne le volant/levier manuel à un certain angle, inférieur à 90^o degrés, ce qui force le disque à s’ouvrir légèrement et permet au fluide de traverser la vanne.

Figure : Fonctionnement d’une vanne papillon manuelle.

Types de vannes papillon manuelles

Vanne papillon manuelle concentrique

Cette vanne est également connue sous le nom de vanne papillon manuelle à décalage nul. Il s’agit du type le plus élémentaire de vanne papillon manuelle. Les fabricants de vannes papillon manuelles conçoivent cette vanne de manière à ce que l’axe de la tige soit colinéaire à l’axe du disque. Le disque est placé au centre du diamètre de la conduite tandis que le siège se trouve à la périphérie du corps de la vanne. Le disque et le siège restent en contact permanent. Les fabricants de vannes papillon manuelles conçoivent ces vannes avec des sièges souples, c’est-à-dire des sièges fabriqués en plastique ou en caoutchouc. La flexibilité du siège permet à la vanne de sceller efficacement le flux de fluide lorsque la vanne est arrêtée. En raison des sièges souples, cette vanne ne peut être utilisée que dans des applications à basse pression et à basse température, inférieures à 60^o C. Le fluide circulant dans cette vanne n’entre pas en contact avec le corps de la vanne car le siège est constitué d’un manchon à l’intérieur du corps de la vanne.

Figure : Vanne papillon manuelle concentrique.

Vanne papillon manuelle excentrique

Cette vanne est également connue sous le nom de vanne papillon manuelle haute performance. La tige de cette vanne passe à une certaine distance de l’axe du disque. A partir de cette conception, deux types de vannes sont le type à double décalage et le type à triple décalage.

1. Vanne papillon manuelle à double décalage. Dans ce type, l’axe de la tige est décalé par rapport à l’axe du siège et du corps de la vanne, ce qui constitue le premier décalage. Le second décalage est produit par le décalage de la tige par rapport à l’axe vertical du corps de la vanne. Lorsque la vanne est mise en marche, le siège se soulève du joint d’étanchéité, ce qui réduit le frottement pour les 10 premiers et derniers^o degrés du démarrage et de l’arrêt de la vanne respectivement. Les fabricants de vannes papillon manuelles utilisent cette conception pour améliorer le fonctionnement en douceur et l’étanchéité de la fermeture. Cette conception améliore également la durée de vie de la vanne par rapport à la vanne papillon manuelle concentrique. Ces vannes sont conçues avec des sièges souples, ce qui les rend adaptées aux pressions modérées et aux basses températures. Pour que cette vanne puisse être utilisée à une température plus élevée, le disque est recouvert d’une couche de matériau métallique. Les vannes papillon manuelles à double excentration sont utilisées dans des applications telles que le chauffage, la ventilation et la climatisation, le traitement des eaux usées et la protection contre les incendies, entre autres.
2. Vanne papillon manuelle à triple excentration. Ce type de vanne excentrique possède trois excentrations. Les deux premiers sont les mêmes que ceux d’une vanne à double excentration, tandis que le troisième est un axe conique du joint du corps. Le troisième décalage est obtenu par l’utilisation d’un profil conique à angle droit du siège de soupape et d’un profil correspondant sur le bord du disque. L’utilisation d’un troisième décalage permet de réduire le contact entre le disque et le siège lors de la fermeture ou de l’ouverture de la vanne, ce qui réduit les frottements. Le contact se produit lorsque la vanne est complètement fermée. Les fabricants de vannes papillon manuelles conçoivent ces vannes avec des sièges métalliques. Les sièges métalliques sont plus rigides et plus résistants que les sièges en caoutchouc ou en plastique. En tant que telle, cette vanne peut fonctionner à des températures et des pressions élevées. L’utilisation de sièges métalliques permet également de réduire l’usure des pièces internes. Les vannes papillon manuelles à triple excentration ont une longue durée de vie par rapport aux vannes à double excentration et aux vannes concentriques. Les fabricants de vannes papillon manuelles conçoivent ces vannes pour fonctionner dans des applications difficiles telles que les produits chimiques corrosifs, la vapeur surchauffée, les gaz et les liquides à haute température, entre autres applications où les autres vannes papillon manuelles ne peuvent pas être utilisées.

Vanne papillon manuelle soudée bout à bout

 Il s’agit d’une vanne papillon manuelle qui est soudée à la conduite. Ce type de vanne est utilisé lorsque le système de tuyauterie transporte des fluides dangereux tels que des produits corrosifs et inflammables. Les fabricants de vannes papillon manuelles conçoivent ces vannes pour une utilisation dans des endroits où les opérations ne sont pas fréquentes. De même, cette vanne est adaptée à une utilisation où des niveaux élevés d’hygiène ne sont pas attendus, car la vanne ne peut pas être ouverte pour être nettoyée sur le terrain. Si la vanne doit être réparée, il faut d’abord enlever la soudure. Ces vannes garantissent l’étanchéité entre la vanne et le tuyau, ce qui évite toute blessure à l’opérateur de la vanne ou à l’environnement, ce qui peut arriver avec d’autres vannes utilisant des boulons.

Applications des vannes papillon manuelles

• Les vannes papillon manuelles sont utilisées dans les raffineries de pétrole.
• Ils sont utilisés pour le chauffage, la ventilation et la climatisation (HVAC).
• Ils sont utilisés dans les centrales à vapeur pour contrôler le débit d’eau et de vapeur entrant et sortant des chaudières.
• Les vannes papillon manuelles sont utilisées dans les industries minières.
• Ils sont utilisés dans la fabrication de divers types de produits chimiques.
• Ces vannes sont utilisées pour l’épuration des eaux municipales et le traitement des eaux usées.
• Les vannes papillon manuelles sont utilisées dans l’industrie alimentaire en raison de leur facilité de nettoyage pour améliorer l’hygiène.       
• Ces vannes sont utilisées dans le traitement du pétrole et du gaz et dans les pipelines offshore.
• Les vannes papillon manuelles sont utilisées dans la fabrication du papier et de la pâte à papier.
• Ces vannes sont utilisées dans la protection contre les incendies.

Avantages des vannes papillon manuelles

• Les vannes papillon manuelles sont moins chères que les types automatiques.
• Ils sont de conception simple et compacte.
• Il suffit d’un quart de tour pour les ouvrir et les fermer, ce qui permet de gagner du temps et de l’énergie.
• Les vannes papillon manuelles sont légères par rapport aux autres vannes.
• Elles conviennent bien aux endroits où l’espace est limité en raison de leur petite taille par rapport aux autres vannes.
• Ils peuvent être bidirectionnels ou unidirectionnels.
• Les vannes papillon manuelles sont faciles à installer, à réparer et à nettoyer.
• Ils sont polyvalents et peuvent être utilisés dans différentes industries.
• Les vannes papillon manuelles peuvent être utilisées pour fermer ou réduire le débit.

Inconvénients des vannes papillon manuelles

• Ces vannes s’ouvrent avec le disque dans la trajectoire du fluide, ce qui réduit la pression du fluide.
• Les vannes papillon manuelles peuvent être fastidieuses lorsqu’un couple élevé ou un fonctionnement fréquent sont nécessaires.
• Ces vannes ont des joints d’étanchéité qui sont faibles par rapport à d’autres vannes comme les vannes à bille.
• Les vannes papillon manuelles sont sujettes à la cavitation et à l’étouffement.

Dépannage des vannes papillon manuelles

La vanne est difficile à manœuvrer

• Des particules solides sont obstruées dans la valve. Ouvrez la valve et retirez les particules solides.
• Le disque et/ou la tige sont corrodés. Ouvrez le robinet et éliminez la corrosion. Nettoyez l’intérieur du robinet.

Fuite de fluide lorsque la vanne est fermée

• Saleté à l’intérieur de la valve. Ouvrez la valve et nettoyez la saleté.
• Sièges usés. Remplacez les sièges.
• Disque usé. Réparez ou remplacez le disque si nécessaire.
• Joints toriques usés. Remplacez les joints toriques.

Fuite de fluide entre la vanne et le tuyau

• Boulons desserrés. Serrez les boulons au couple recommandé par le fabricant de la vanne papillon manuelle.
• Pression de fluide élevée. Vérifiez que le niveau de pression du fluide est conforme aux recommandations du fabricant de la vanne papillon manuelle.

Résumé

Une vanne papillon manuelle est une vanne qui est actionnée manuellement. Cette vanne est actionnée à l’aide d’un volant ou d’un levier manuel. C’est sur le volant ou le levier à main que l’opérateur applique le couple pour démarrer ou arrêter la vanne. Les fabricants de vannes papillon manuelles conçoivent cette vanne pour qu’elle fonctionne en faisant un angle d’un quart de tour. L’opérateur tourne la poignée d’un angle de 90^o degrés dans le sens inverse des aiguilles d’une montre pour ouvrir l’écoulement du fluide. La poignée est tournée dans la direction opposée pour un autre quart de tour pour fermer le flux de fluide. Cette vanne est également utilisée pour l’étranglement du flux de fluide dans lequel l’opérateur tourne la poignée selon un angle inférieur à 90^o degrés.

Les fabricants de vannes papillon manuelles produisent différents types de ces vannes, notamment des vannes papillon manuelles concentriques, des vannes papillon manuelles excentriques et des vannes papillon manuelles soudées bout à bout. Les domaines d’application de ces vannes comprennent notamment la protection contre les incendies, l’exploitation minière, l’approvisionnement en eau, le papier et la pâte à papier, les centrales électriques à vapeur, les produits chimiques et l’industrie alimentaire. Les avantages de l’achat de vannes papillon manuelles sont les suivants : coût moindre, fonctionnement rapide, espace d’installation réduit, taille et poids réduits, conception simple et compacte, facilité de nettoyage, d’installation et de réparation.