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Qu’est-ce qu’un robinet à boisseau sphérique à tige montante ?
Le robinet à boisseau sphérique à tige montante est un type de robinet à boisseau sphérique avec une longue tige qui s’élève au-dessus du corps du robinet. Un robinet à boisseau sphérique à tige montante est utilisé pour des applications d’écoulement de fluide en tout ou rien. Les robinets à tournant sphérique à tige montante sont généralement entièrement métalliques et ignifuges. Les vannes à boisseau sphérique à tige montante ont une large plage de températures allant de -200o C à 815o C environ. Les robinets à tournant sphérique à tige montante sont conçus de telle sorte que le mouvement de la bille et du siège ne crée pas de friction et que le robinet nécessite un faible couple pour s’ouvrir et se fermer. Les robinets à tournant sphérique à tige montante conviennent aux applications qui ne nécessitent aucune fuite de fluide et qui sont soumises à des opérations fréquentes. Les vannes à boisseau sphérique à tige montante sont utilisées pour l’isolation critique de différentes applications. Ces vannes sont utilisées dans diverses applications telles que l’eau, les acides, les solvants et le gaz naturel, entre autres. Ces vannes utilisent un principe d’inclinaison et de rotation qui élimine les frottements. Le frottement est la principale cause d’usure et de défaillance de la plupart des robinets à tournant sphérique. Les robinets à tournant sphérique à tige montante n’ont pas de frottement de joint lors de l’ouverture et de la fermeture, ce qui leur permet de durer plus longtemps.
Figure : Robinet à boisseau sphérique à tige montante.
Composants d’un robinet à boisseau sphérique à tige montante
Il existe différentes parties d’un robinet à boisseau sphérique à tige montante. Parmi les principales pièces, on trouve les suivantes.
Manivelle/actionneur
Le volant est utilisé dans les robinets à tournant sphérique à tige montante manuels et c’est là que l’opérateur applique le couple pour ouvrir/fermer le robinet. Lorsque la vanne est automatisée, elle utilise un actionneur qui fournit un couple à la boule pour ouvrir/fermer la vanne.
Corps/logement
Le corps est également connu sous le nom de boîtier de vanne et c’est l’élément d’une vanne à boisseau sphérique à tige montante utilisé pour fournir une couverture à toutes les parties internes de la vanne.
Bonnet
Le chapeau est un composant placé sur le corps de la vanne pour couvrir les parties internes de la vanne. Le chapeau est relié au corps à l’aide de boulons et d’écrous.
Tige
La tige est le composant d’un robinet à tournant sphérique à tige montante qui est utilisé pour relier le volant ou l’actionneur à la sphère. La tige transmet le couple de l’actionneur ou du volant à la sphère pour qu’elle puisse s’ouvrir ou se fermer.
Boule
La bille est également connue sous le nom de noyau de la vanne. La bille a un trou en son centre par lequel passe le fluide.
Siège
Il s’agit d’un composant placé entre la boule et le corps pour empêcher les fuites de fluide et soutenir la boule.
Figure : Composants d’un robinet à boisseau sphérique à tige montante.
Comment fonctionne un robinet à boisseau sphérique à tige montante ?
Le robinet à boisseau sphérique à tige montante fonctionne en utilisant un mouvement de rotation ainsi qu’une action de came pour produire une étanchéité parfaite. Le robinet à boisseau sphérique à tige montante fonctionne en tournant le volant à main plusieurs fois pour les robinets manuels. Pour ouvrir le robinet à boisseau sphérique à tige montante, on tourne le volant de plusieurs tours. Cela fait tourner l’alésage de la boule et l’aligne avec la canalisation, puis le fluide commence à s’écouler. Pour fermer le robinet à boisseau sphérique à tige montante, le volant est tourné dans le sens des aiguilles d’une montre ou l’actionneur fait tourner la tige pour les robinets à boisseau sphérique actionnés. La rotation de la tige fait tourner la boule dans le sens des aiguilles d’une montre, ce qui fait que l’alésage de la boule devient perpendiculaire à la canalisation. Dans ce cas, le fluide ne peut pas s’écouler à travers la vanne car il est bloqué par la sphère. Dans un robinet à tournant sphérique à tige montante, la sphère est maintenue à l’écart du siège par la tige du robinet, ce qui contribue à éliminer l’abrasion et permet au robinet d’utiliser un faible couple pour s’ouvrir/se fermer par rapport aux autres robinets à tournant sphérique.
Types de robinet à boisseau sphérique à tige montante
Vanne à boule à tige montante à entrée latérale
Les robinets à tournant sphérique à tige montante à entrée latérale sont des robinets dont le corps est composé de deux ou trois pièces. Les pièces d’un robinet à tournant sphérique à tige montante à entrée latérale sont assemblées par leurs côtés à l’aide de boulons et d’écrous. Chaque pièce d’un robinet à tournant sphérique à tige montante à entrée latérale est fabriquée par la méthode de forgeage. La méthode de forgeage permet d’éliminer les défauts associés aux vannes fabriquées par la méthode de moulage. L’un des principaux avantages d’un robinet à tournant sphérique à tige montante à entrée latérale est qu’il est facile à assembler et que les composants internes peuvent être facilement alignés. En outre, les robinets à tournant sphérique à tige montante à entrée latérale peuvent être inspectés, nettoyés et réparés.
Figure : Robinet à boule à tige montante à entrée latérale.
Vanne à boule à tige montante à entrée par le haut
Il s’agit d’un robinet à tournant sphérique à tige montante qui est assemblé par le haut du robinet. Avec ce type de robinet à tournant sphérique à tige montante, l’opérateur peut accéder facilement aux sièges et à la sphère par le haut lors des réparations et de la maintenance, sans avoir à retirer le robinet de la canalisation. Les robinets à tournant sphérique à tige montante à entrée supérieure sont fabriqués par la méthode du moulage. Le robinet est ainsi soumis à des tests non destructifs afin de s’assurer qu’il ne présente aucun défaut de moulage susceptible de provoquer des fuites lors de son utilisation. Le robinet à tournant sphérique à tige montante à entrée supérieure se compose de deux pièces, l’une en bas et l’autre en haut. Les deux pièces sont maintenues ensemble à l’aide de boulons et d’écrous, ce qui rend ces vannes faciles à démonter pour les réparations, le nettoyage et l’inspection.
Figure : Robinet à boisseau sphérique à tige montante à entrée par le haut.
Vanne manuelle à tige montante
Il s’agit de vannes à boisseau sphérique à tige montante qui sont actionnées à l’aide d’un volant. Comme leur nom l’indique, les vannes à boisseau sphérique à tige montante manuelles nécessitent la présence de l’opérateur à chaque fois que la vanne doit être ouverte ou fermée. L’opérateur applique un couple sur le volant pour ouvrir/fermer la vanne. Lorsque le volant d’une vanne à boisseau sphérique à tige montante est tourné dans le sens inverse des aiguilles d’une montre, la vanne s’ouvre. Lorsque le volant d’un robinet à boisseau sphérique à tige montante est tourné dans le sens des aiguilles d’une montre, il ferme le robinet. Les sens de fermeture et d’ouverture sont indiqués sur le volant. L’avantage d’un robinet à boisseau sphérique à tige montante manuel est qu’il peut également être automatisé si l’utilisateur le juge nécessaire. En outre, les vannes à boisseau sphérique à tige montante manuelles sont moins chères que leurs homologues automatiques.
Vanne à boisseau sphérique à tige montante actionnée
Il s’agit d’un robinet à tournant sphérique à tige montante qui est actionné par un actionneur. Le travail de l’actionneur consiste à fournir le couple nécessaire pour ouvrir ou fermer le robinet à tournant sphérique à tige montante. L’actionneur fournit un mouvement rotatif au robinet à boisseau sphérique, provoquant son ouverture/fermeture. Les vannes à boisseau sphérique à tige montante actionnées peuvent être entièrement automatisées ou semi-automatisées. L’un des avantages d’une vanne à boisseau sphérique à tige montante actionnée est qu’elle peut fonctionner sans opérateur. Les vannes à boisseau sphérique à tige montante avec actionneur conviennent lorsque le couple nécessaire pour ouvrir la vanne est très élevé. Cependant, les vannes à boisseau sphérique à tige montante actionnées sont coûteuses, contrairement à leurs homologues manuelles. Les actionneurs qui peuvent être utilisés dans les vannes à boisseau sphérique à tige montante sont des actionneurs hydrauliques, pneumatiques et électriques.
Caractéristiques d’un robinet à boisseau sphérique à tige montante
Les vannes à boisseau sphérique à tige montante sont anti-abrasion.
La surface de la bille est durcie, ce qui permet de respecter les performances du joint, même dans des milieux sévères.
Force de calage mécanique
Les robinets à tournant sphérique à tige montante ont un biseau de came à l’extrémité inférieure de la tige du robinet, destiné à fournir une force de calage pour maintenir l’étanchéité entre le siège et la sphère.
Guides de tige doubles
Les robinets à tournant sphérique à tige montante sont conçus avec des rainures de guidage de la tige qui glissent le long d’un axe de guidage rigide pour contrôler le soulèvement de la tige et tourner en douceur.
Auto-nettoyage
Les robinets à tournant sphérique à tige montante sont tels que, lorsque la bille s’écarte du siège, le fluide s’écoule à 360o degrés le long de la surface d’étanchéité, ce qui permet de rincer les impuretés.
Pas d’usure du robinet à boisseau sphérique à tige montante
La conception d’une tige montante est telle que la sphère tourne à l’écart du siège. Cela permet d’éliminer les frottements entre la sphère et le siège, fréquents dans les autres robinets à tournant sphérique.
Petit couple de fonctionnement
Le robinet à boisseau sphérique à tige montante est conçu de manière à ce que la surface d’étanchéité soit exempte de toute friction, ce qui réduit le couple nécessaire pour ouvrir et fermer le robinet.
Applications des vannes à boisseau sphérique à tige montante
Avantages des vannes à bille à vapeur ascendante
Inconvénients des robinets à tournant sphérique à tige montante
Dépannage des vannes à bille à tige montante
Fuite à travers les connexions de la valve
Robinet à boisseau sphérique à tige montante présentant une fuite par le siège
Fuite à travers le ballon
La vanne à bille à tige montante est difficile à faire tourner.
Fonctionnement bruyant ou coup de bélier
Résumé
Un robinet à tournant sphérique à tige montante est un type de robinet à tournant sphérique. La tige montante a une longue tige qui s’élève au-dessus du corps de la vanne. Le robinet à boisseau sphérique à tige montante est un robinet à boisseau sphérique tout ou rien. Ce robinet peut être utilisé dans une large gamme de températures allant de -200o C à 815o C. Les fabricants de robinets à tournant sphérique à tige montante conçoivent le robinet de telle sorte que la bille et le siège ne se frottent pas l’un contre l’autre, ce qui les protège de l’usure par abrasion. Ainsi, les robinets à tournant sphérique à tige montante nécessitent un faible couple pour s’ouvrir ou se fermer par rapport aux autres robinets à tournant sphérique. Les robinets à tournant sphérique à tige montante sont fabriqués à partir de matériaux métalliques robustes afin de les rendre mécaniquement solides et résistants aux températures élevées. Parmi les types de robinets à tournant sphérique à tige montante, citons les robinets à tournant sphérique à tige montante manuels, les robinets à tournant sphérique à tige montante actionnés, les robinets à tournant sphérique à tige montante à entrée par le haut et les robinets à tournant sphérique à tige montante à entrée latérale. Les robinets à tournant sphérique à tige montante sont utilisés dans différentes applications telles que le pétrole, le gaz naturel, les industries chimiques, les industries du papier et de la pâte à papier, et les industries de production d’énergie à vapeur, entre autres. Les avantages des robinets à tournant sphérique à tige montante sont les suivants : autonettoyage, ouverture/fermeture rapide, polyvalence, durabilité, faible couple de fonctionnement, possibilité de nettoyage, d’inspection et de réparation sur le terrain, absence d’abrasion et grande résistance. Cependant, les robinets à tournant sphérique à tige montante sont coûteux et ne peuvent être installés qu’en position verticale. Néanmoins, les avantages et les caractéristiques particulières des robinets à tournant sphérique à tige montante l’emportent largement sur les quelques inconvénients.