Vanne papillon motorisée

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

Il s’agit d’une vanne papillon qui est actionnée par un moteur électrique. La fermeture et l’ouverture du flux de fluide sont effectuées par un composant appelé disque de vanne. Ce type de vanne effectue un quart de tour du disque de vanne pour démarrer ou arrêter l’écoulement du fluide. C’est pourquoi on parle de vanne quart de tour. Le disque est monté sur le passage du fluide. Ainsi, le disque fait un angle de 90^o  degrés pour ouvrir ou fermer le passage du fluide. Les fabricants de vannes papillon motorisées utilisent des conceptions simples et compactes de ces vannes. Cette conception rend cette vanne solide et moins coûteuse que les autres vannes. Ce type de vanne s’adapte entre deux brides de tuyaux qui sont reliées par des boulons. Cela permet d’obtenir une connexion étanche sans fuite de fluide. Les fabricants de vannes papillon motorisées produisent différents types de ces vannes pour une utilisation à différentes températures et dans différents types de milieux allant de corrosifs à non corrosifs.

Figure : Vanne papillon motorisée.

Composants d’une vanne papillon motorisée

Corps de la valve

Il s’agit du composant principal d’une vanne papillon motorisée car il maintient toutes les autres pièces ensemble. Pour que le corps ait la force nécessaire pour maintenir toutes les pièces ensemble, les fabricants de vannes papillon motorisées conçoivent cette partie avec des matériaux métalliques solides tels que l’alliage de titane, l’acier inoxydable, l’acier au carbone et le laiton, entre autres. Cependant, il existe d’autres vannes conçues en matériaux entièrement plastiques. La matière plastique est rendue solide pour résister à la pression du fluide et au poids des autres composants.

Actionneur électrique

C’est la partie d’une vanne papillon motorisée qui est chargée de fournir le couple nécessaire pour démarrer et arrêter la vanne. L’actionneur contient un système automatisé qui détermine quand démarrer et arrêter la vanne. Il peut également être semi-automatisé.

Tige

C’est la partie de la vanne papillon motorisée qui relie l’actionneur de la vanne et le disque de la vanne. La tige sert également à transmettre la puissance nécessaire pour faire tourner le disque afin de permettre ou de bloquer l’écoulement du fluide.

Disque

C’est la partie d’une vanne papillon motorisée qui est responsable de l’ouverture et de la fermeture du flux de fluide. Le disque reçoit l’énergie nécessaire pour fonctionner de l’actionneur via la tige.

Siège

Il s’agit d’un composant d’une vanne papillon motorisée qui sert de surface d’appui pour le disque de la vanne lorsque celle-ci se ferme. Le siège permet également d’éviter les fuites de fluide lorsque la vanne s’arrête. Le matériau utilisé pour fabriquer le siège est très important car il détermine l’endroit où la vanne peut être utilisée.

Joint d’étanchéité

Ce composant est utilisé pour empêcher les fuites de fluide entre les surfaces de contact de la vanne et de la conduite. De plus, le matériau utilisé pour fabriquer le joint détermine le domaine d’application de la vanne.

Figure : Composants d’une vanne papillon motorisée.

Comment fonctionne une vanne papillon motorisée ?

Une vanne papillon motorisée est une vanne quart de tour, ce qui signifie que le disque de la vanne doit faire un angle de 90^o degrés pour démarrer ou arrêter l’écoulement du fluide. La vanne commence à permettre l’écoulement du fluide lorsque l’actionneur est mis sous tension. L’énergie provenant de l’alimentation principale passe par un moteur électrique où elle est convertie en énergie cinétique. Cette énergie de rotation du moteur est ensuite réduite par un système mécanique pour produire le couple souhaité. Ce couple de rotation est ensuite transmis au disque par la tige de la vanne. Le disque tourne alors d’un angle de 90^o degrés dans le sens inverse des aiguilles d’une montre, permettant au fluide de s’écouler à travers la vanne. Le fluide continue de s’écouler par la vanne tant que le disque reste ouvert. Pour fermer la vanne, l’actionneur tourne à nouveau de 90^o degrés dans le sens des aiguilles d’une montre. Cette rotation laisse le disque perpendiculaire au sens d’écoulement du fluide et bloque le passage du fluide dans la vanne. Ces vannes sont utilisées pour des applications d’étranglement dans lesquelles le disque s’ouvre légèrement pour permettre un certain débit de fluide.

Figure : Fonctionnement d’une vanne papillon motorisée.

Types de vannes papillon motorisées

Vanne papillon motorisée concentrique

Il s’agit du type le plus courant de vanne papillon motorisée. Les fabricants de vannes papillon motorisées conçoivent ce type de vanne de manière à ce que la tige soit dirigée vers le disque de la vanne. Ainsi, la tige passe par l’axe du disque. Cette tige de vanne à décalage zéro est équipée d’un siège résilient. Cela signifie que le matériau du siège est fait de matériaux souples comme le caoutchouc ou le plastique. En tant que telles, ces vannes sont utilisées dans des applications à basse pression et à basse température. Ce siège permet de s’assurer qu’il n’y a pas de fuite de fluide lorsque la vanne est fermée.

Figure : Vanne papillon concentrique motorisée.

Vanne papillon motorisée excentrique

C’est l’un des types de vannes papillon les plus connus. Les fabricants de vannes papillon motorisées produisent cette vanne avec la tige décalée par rapport à l’axe du disque. Ces vannes sont utilisées dans diverses applications telles que les boues, les mines, le papier et la pâte à papier, les raffineries de pétrole et les centrales électriques, entre autres. Il existe trois types de vannes papillon motorisées excentriques :

1. Vanne à excentrique simple. Il s’agit de la vanne papillon motorisée dans laquelle la tige est montée derrière l’axe du disque. Les fabricants de vannes papillon motorisées produisent cette vanne de manière à ce qu’elle puisse réduire le contact entre le disque et le joint de la vanne avant qu’elle ne se ferme complètement.
2. Vanne à double excentration. Il s’agit de la vanne papillon motorisée dans laquelle la tige est installée derrière le disque avec un décalage supplémentaire sur un côté. Cette vanne permet au disque de s’ajuster à l’axe central. Cela contribue à améliorer l’étanchéité. La vanne utilise des sièges souples et n’entre pas en contact avec la tige de la vanne. En raison de ces sièges souples, cette vanne papillon motorisée ne peut être utilisée que dans des applications à basse température.
3. Vanne à triple excentration. Il s’agit d’une vanne papillon motorisée conçue pour être utilisée dans des applications critiques. Les fabricants de vannes papillon motorisées conçoivent cette vanne comme le type à double excentration. Cette vanne a trois excentriques, deux d’entre eux étant similaires à ceux du type à double excentrique, tandis que le troisième excentrique provient de l’axe de contact du siège et du disque. Les fabricants de vannes papillon motorisées conçoivent ces vannes avec des sièges métalliques, ce qui les rend adaptées aux applications à haute température et à haute pression. Cette conception permet également de réduire l’usure et d’améliorer l’efficacité du fonctionnement.

Figure : Vanne papillon motorisée excentrique.

Vanne papillon à oreilles motorisée

Il s’agit d’une vanne papillon motorisée conçue avec des pattes filetées sur l’extérieur du corps de la vanne. Les pattes filetées servent à maintenir les boulons utilisés pour connecter la vanne à la conduite sans utiliser d’écrous. Ainsi, la vanne nécessite deux jeux de boulons pour être raccordée à la conduite. Le robinet est connecté entre deux brides, chaque bride ayant un jeu de boulons distinct. Cette conception permet de retirer facilement un côté de la tuyauterie sans interférer avec l’autre côté. Les fabricants de vannes papillon motorisées recommandent l’utilisation de ces vannes pour les applications en cul-de-sac à faible pression nominale. Ces vannes peuvent résister à des températures élevées en fonction du matériau utilisé pour fabriquer les sièges et les joints.

Figure : Vanne papillon à ergots motorisée.

Vanne papillon à gaufre motorisée

Il s’agit d’une vanne papillon motorisée dont la conception la rend moins chère que d’autres types de vannes. Cette vanne est conçue de manière à pouvoir être serrée entre deux brides du système de tuyauterie. Les fabricants de vannes papillon motorisées conçoivent certaines de ces vannes avec des trous de brides à l’extérieur du corps de la vanne, tandis que les autres n’ont pas de trous de brides. La vanne est reliée à la conduite par de longs boulons qui traversent le corps de la vanne d’une extrémité à l’autre. Un joint d’étanchéité est monté entre les surfaces d’accouplement de la conduite et du robinet pour empêcher toute fuite de fluide. Des joints toriques sont utilisés pour empêcher les fuites de fluide entre la tige et le corps de la vanne.

Figure : Vanne papillon à gaufrette motorisée.

Vanne papillon motorisée en plastique

C’est l’une des vannes papillon motorisées qui est fabriquée entièrement en matière plastique. Ces vannes fonctionnent sur le même principe que les autres vannes papillon. La matière plastique utilisée pour fabriquer cette vanne doit être très résistante pour supporter le poids de l’actionneur électrique et des autres composants de la vanne. Ces matériaux comprennent le propylène et le chlorure de polyvinyle. Ce type de vanne est destiné à être utilisé dans des applications à basse température car les matériaux plastiques ne peuvent pas résister à des températures élevées. Ce type de vanne est très léger par rapport aux vannes métalliques. De plus, l’usinage de ces vannes consomme moins d’énergie que celui des vannes métalliques et leur prix est donc toujours moins élevé. Les fabricants de vannes papillon motorisées recommandent l’utilisation de ces vannes dans des milieux corrosifs car elles ont une résistance élevée à la corrosion par rapport aux vannes métalliques.

Figure : Vannes papillon motorisées en plastique.

Applications des vannes papillon motorisées

• Ces vannes sont utilisées dans les applications minières.
• Ils sont utilisés dans les applications d’approvisionnement en eau et de traitement de l’eau.
• Les vannes papillon motorisées sont utilisées dans la raffinerie de produits pétroliers.
• Ils sont utilisés dans les industries de fabrication du papier et de la pâte à papier.
• Ces vannes sont utilisées dans les industries de fabrication de produits chimiques.
• Les vannes papillon motorisées sont utilisées dans les boues et les applications de boue.
• Ils sont utilisés dans les applications de vapeur et de chaudières.
• Ces vannes sont utilisées dans les applications alimentaires et de boissons car elles peuvent être facilement nettoyées, ce qui permet de maintenir des niveaux d’hygiène élevés.
• Ils sont également utilisés dans les applications pharmaceutiques en raison de leur facilité de nettoyage.

Avantages des vannes papillon motorisées

• Ces vannes sont actionnées automatiquement et ne nécessitent donc pas d’actionneur.
• Ils sont faciles à utiliser car il suffit d’un quart de tour pour les ouvrir ou les fermer.
• Les vannes papillon motorisées sont polyvalentes car elles peuvent être utilisées dans différentes applications industrielles.
• Ces valves sont faciles à installer, à nettoyer et à réparer.
• Les vannes papillon motorisées sont moins chères que d’autres vannes comme les robinets à soupape et les robinets-vannes.
• Ils ont des gouttes de basse pression.
• Les vannes papillon motorisées sont de conception simple et compacte.

Inconvénients des vannes papillon motorisées

• Ces vannes s’ouvrent avec le disque restant dans la voie d’écoulement du fluide, ce qui réduit la pression d’écoulement.
• Ces valves sont plus chères que les types manuels.
• Les vannes papillon motorisées n’ont pas de bonnes propriétés d’étanchéité comme les vannes à bille.

Dépannage des vannes papillon motorisées

Fuite de fluide interne

• Matériaux obstrués dans la valve. Ouvrez la vanne et enlevez les matériaux obstrués. Nettoyez le siège de la vanne.
• Sièges endommagés. Remplacez les sièges.
• Joints toriques usés. Remplacez les joints toriques.
• Le disque est endommagé. Remplacez le disque.

Fuite de liquide externe

• Boulons desserrés. Serrez les boulons au couple recommandé par le fabricant de la vanne papillon motorisée.
• Joint d’étanchéité usé. Remplacez le joint.

La vanne ne démarre pas

• Panne de courant. Vérifiez que la source d’alimentation est alimentée.
• Connexion lâche. Vérifiez les câbles connectés pour assurer la circulation de l’électricité.
• Fréquence ou tension incorrecte. Assurez-vous que la fréquence et la tension correspondent aux valeurs recommandées par le fabricant de la vanne papillon motorisée. Mesurez la tension pour vous assurer qu’elle est conforme aux recommandations.

Résumé

Une vanne papillon motorisée est une vanne qui utilise un moteur électrique pour fonctionner. Cette vanne convertit l’énergie électrique en énergie mécanique. Cette énergie mécanique fournit le couple nécessaire pour démarrer et arrêter l’écoulement du fluide. Les vannes papillon motorisées sont des vannes quart de tour, ce qui signifie que le disque de la vanne fait un angle de 90^o degrés pour ouvrir et fermer le flux de fluide. Les fabricants de vannes papillon motorisées utilisent une conception simple et compacte qui rend ces vannes moins chères et plus légères que les autres vannes. Ces vannes sont connectées à la conduite à l’aide de boulons, la vanne étant placée entre les brides de la conduite. Le matériau utilisé pour fabriquer la vanne détermine le domaine d’application, allant de la basse à la haute température et des applications corrosives aux applications non corrosives.

Les fabricants de vannes papillon motorisées conçoivent différents types de ces vannes, notamment les vannes papillon motorisées concentriques, les vannes papillon motorisées excentriques, les vannes papillon à oreilles motorisées, les vannes papillon à gaufrettes motorisées et les vannes papillon motorisées en plastique. Les applications de ces vannes comprennent le papier et la pâte à papier, les produits chimiques, les produits pharmaceutiques, les aliments et les boissons, l’approvisionnement en eau, l’exploitation minière et les raffineries de pétrole, entre autres. Les avantages de ces vannes sont les suivants : légèreté, rapidité de fonctionnement, conception simple et compacte, coût réduit, polyvalence, fonctionnement automatisé, faible surface d’installation, facilité d’installation et de réparation.