Vanne à diaphragme revêtue de caoutchouc

Qu’est-ce qu’une vanne à diaphragme revêtu de caoutchouc ?

Une vanne à diaphragme revêtu de caoutchouc est une vanne dont le diaphragme est revêtu d’un matériau en caoutchouc. Ce type de vanne est utilisé dans de nombreuses applications telles que le traitement des eaux usées, le traitement du papier, l’exploitation minière, les centrales électriques, les aciéries et les industries chimiques. La vanne à membrane revêtue de caoutchouc possède un corps en métal ou en plastique, mais une doublure en caoutchouc dur et épais est utilisée pour revêtir la membrane. Le diaphragme et l’ensemble de la vanne à diaphragme revêtu de caoutchouc sont donc sûrs lorsqu’ils manipulent des milieux abrasifs et corrosifs. Ainsi, l’ensemble du composant en contact avec le fluide est protégé par le revêtement en caoutchouc, ce qui empêche l’hydro-abrasion. Les fabricants de robinets à membrane revêtue de caoutchouc produisent les robinets dans une large gamme de matériaux afin d’offrir tout le potentiel d’un robinet efficace et polyvalent pour contrôler le débit des fluides. Grâce à la combinaison d’un matériau métallique solide et d’un revêtement en caoutchouc dur, ces robinets à membrane revêtus de caoutchouc peuvent résister à la corrosion et à l’abrasion. Les fabricants de vannes à diaphragme revêtues de caoutchouc fabriquent des vannes avec deux orifices ou plus et une selle ou un déversoir. Le déversoir est la partie où le diaphragme de la vanne s’assied. 

Figure : Vanne à diaphragme revêtu de caoutchouc.

Composants d’une vanne à diaphragme revêtu de caoutchouc 

Figure : Composants d’une vanne à diaphragme revêtu de caoutchouc.

Tige 

Une vanne à membrane revêtue de caoutchouc a une tige de vanne indicatrice ou non indicatrice. Une tige non indicatrice est celle dans laquelle un volant est utilisé pour faire tourner les douilles sur la tige afin d’engager les filets. Cet engagement est utilisé pour déplacer le compresseur monté sur la tige vers le haut et vers le bas, ce qui relie le compresseur et la membrane. Une tige non indicatrice utilise des douilles d’étanchéité avec des capuchons étanches. Une tige indicatrice est conçue de manière similaire à la tige non indicatrice mais sa tige est étirée plus longuement vers le haut via le volant. Le corps indicateur utilise un capuchon d’étanchéité et une douille étanche. 

Compresseur 

Il s’agit du composant le plus important d’une vanne à diaphragme revêtue de caoutchouc. Il est utilisé pour déplacer le diaphragme en conséquence. Le compresseur a une extrémité reliée à la tige et l’autre extrémité reliée à la membrane. Lorsque le volant est tourné, il déplace la tige vers le haut ou vers le bas. Cela permet de transmettre l’énergie cinétique au compresseur. Lorsque le compresseur reçoit cette énergie, il obtient la force nécessaire pour déplacer le diaphragme vers le haut ou vers le bas, selon les besoins de l’opérateur, ce qui permet de contrôler le débit du fluide. 

Bonnet 

Ce composant est utilisé comme boîtier sur le dessus de la vanne à membrane revêtue de caoutchouc. Il contient les composants non mouillés de la vanne tels que la tige, le compresseur et le volant. Le chapeau est relié au corps de la vanne à l’aide de vis. Un levier est utilisé pour actionner le chapeau de la vanne. Pour les vannes de grande taille, il est recommandé d’utiliser un chapeau qui soit étanche au vide. 

Actionneur 

L’actionneur est un composant de la vanne à diaphragme revêtu de caoutchouc qui sert à actionner la tige pour fermer ou ouvrir le disque de la vanne afin de contrôler le débit du fluide. Il existe différents types d’actionneurs utilisés pour contrôler le débit du fluide dans les vannes. Le type d’actionneur utilisé dépend des exigences de l’application telles que le couple, l’automatisation et la vitesse.

Indicateurs de position 

Ce sont des guides visuels utilisés dans les vannes à membrane revêtues de caoutchouc pour aider à identifier la position de la vanne, c’est-à-dire si elle est ouverte ou fermée. Les indicateurs de position peuvent être un interrupteur, une lumière ou une tige. Ces indicateurs sont également installés sur les vannes pour indiquer le sens du débit. 

Connexion 

Les vannes à diaphragme revêtues de caoutchouc peuvent être raccordées de différentes manières. Ces méthodes sont les suivantes : 

Les raccords à compression. Ce sont des raccords qui peuvent sceller les connexions du système de tuyauterie sans soudure ni filetage. L’étanchéité se produit lorsqu’un écrou est serré et qu’une rondelle est comprimée sur le second tuyau pour créer un joint étanche. 

Raccord fileté. Il s’agit de raccords qui utilisent des filets, l’extrémité d’une vanne filetée présentant des filets extérieurs ou intérieurs qui aident les tuyaux à se visser dans ou sur l’extrémité de la vanne. Ce type de raccordement est l’une des conceptions les plus courantes et les plus simples d’une vanne à diaphragme revêtue de caoutchouc.

Joint à surface métallique. Il s’agit d’un raccordement qui utilise un joint métallique entre les sections du raccord. Le joint métallique crée un joint de surface aux deux extrémités des raccords. 

Soudure bout à bout. Cette connexion est utilisée pour fixer les joints bout à bout. Le joint est fixé entre deux barres, sections ou plaques. Cela permet de relier le robinet et le tuyau sans qu’ils ne s’emboîtent.

Soudage par emboîtement. Il s’agit d’une connexion entre des pièces réalisée par l’utilisation de la soudure reliant le tuyau et le robinet. 

Bride de serrage. Cette connexion est faite d’une bride à ressort qui est enveloppée sur un système de tuyauterie. 

Raccord de tube. Ce raccord relie la tuyauterie à la vanne à diaphragme revêtue de caoutchouc. 

Bride à boulon. Il s’agit d’un raccord utilisé à l’entrée ou à la sortie de la vanne. 

Comment fonctionne une vanne à membrane revêtue de caoutchouc ?

Une vanne à membrane revêtue de caoutchouc fonctionne en déplaçant sa tige vers le haut ou vers le bas pour ouvrir ou fermer respectivement. Lorsque la tige se déplace vers le haut, elle se déplace en même temps que le compresseur. Le compresseur est relié au diaphragme de sorte qu’ils se déplacent ensemble vers le haut en même temps. Le diaphragme est la partie qui permet à l’écoulement du fluide de s’arrêter ou de se déplacer. Ainsi, lorsque le diaphragme se déplace vers le haut, il permet au fluide de s’écouler. Pour arrêter ou réduire le débit du fluide, la tige se déplace vers le bas. Ainsi, le compresseur et le diaphragme se déplacent simultanément vers le bas, ce qui ferme le diaphragme ou réduit le débit. 

Figure : Fonctionnement d’une vanne à diaphragme revêtue de caoutchouc.

Types d’actionneurs utilisés dans les vannes à membrane revêtues de caoutchouc 

Actionneurs manuels 

Il s’agit d’actionneurs qui utilisent un mécanisme manuel tel qu’un volant afin que l’opérateur de la vanne puisse appliquer un couple sur eux pour ouvrir/fermer la vanne. Le couple est nécessaire car il est utilisé pour faire tourner la tige filetée et ainsi déplacer la tige de manière linéaire en forçant la membrane à modifier le débit du fluide. Le problème des actionneurs manuels est qu’ils fonctionnent à une vitesse lente et qu’ils nécessitent également un effort de rotation plus important pour fermer ou ouvrir la vanne à membrane revêtue de caoutchouc. Pour amplifier le couple dans une vanne à membrane revêtue de caoutchouc, les fabricants peuvent décider d’utiliser des engrenages qui peuvent améliorer la vitesse de fermeture ou d’ouverture. Ces actionneurs peuvent également être dotés d’indicateurs de position, d’un réglage de la course et de commutateurs de rétroaction électrique pour mieux utiliser les vannes. 

Actionneurs électriques 

Il s’agit d’actionneurs qui utilisent un moteur pour modifier le débit du fluide. L’énergie nécessaire pour fermer ou ouvrir la vanne provient d’un moteur électrique. La vitesse du moteur étant très élevée, un train d’engrenages est utilisé pour réduire la vitesse du moteur et augmenter ainsi le couple. Dans les systèmes de transmission de puissance mécaniques, lorsque la vitesse est réduite, le couple augmente proportionnellement. Les actionneurs électriques sont réversibles, c’est-à-dire qu’ils peuvent ouvrir et fermer une vanne à diaphragme revêtue de caoutchouc. 

Actionneurs pneumatiques 

Il s’agit d’actionneurs qui utilisent la pression de l’air pour améliorer la fermeture ou l’ouverture des vannes. La pression d’air utilisée déplace un piston dans la vanne à diaphragme revêtue de caoutchouc. La tige du piston est reliée à un compresseur. La pression d’air est transmise de part et d’autre de la chambre du piston. En transmettant la pression d’air sur la chambre du piston supérieure, la tige du piston se déplace vers le bas, ce qui réduit le débit ou ferme la vanne. Lorsque la pression d’air est transmise dans la chambre du piston inférieur, la tige du piston se déplace vers le haut en augmentant le débit. Les fuites d’air dans le piston et la tige de piston sont protégées par l’utilisation de joints toriques qui garantissent l’absence de fuites d’air entre les chambres. 

Actionneurs hydrauliques 

Il s’agit d’actionneurs qui utilisent des fluides hydrauliques pour exercer la force nécessaire à l’ouverture ou à la fermeture de vannes à diaphragme revêtues de caoutchouc. Ces fluides hydrauliques comprennent notamment l’eau et l’huile. Les actionneurs hydrauliques sont généralement utilisés dans les applications à faible vitesse. 

Types de vannes à diaphragme à revêtement en caoutchouc 

Vanne à diaphragme à revêtement en caoutchouc de type Weir 

Il s’agit d’un type de vanne à diaphragme revêtu de caoutchouc qui s’est avéré adapté aux contrôles de petits débits sans fuite. Cette vanne utilise un corps incliné pour permettre une auto-vidange dans les deux sens de la vanne à membrane revêtue de caoutchouc de type déversoir. Bien que cette vanne ait été utilisée dans de nombreuses applications, elle ne peut pas être utilisée pour contrôler le débit d’un fluide dans certains cas. Cette vanne convient mieux au contrôle du débit des liquides et des gaz. Ces vannes sont adaptées aux fluides propres et homogènes, car les fluides très visqueux ont tendance à s’accumuler sur le déversoir. Ces vannes fonctionnent le mieux dans les applications liées à l’eau, au gaz, à l’alimentation, aux produits chimiques et aux produits corrosifs. 

Vanne à diaphragme revêtue de caoutchouc à passage droit 

Il s’agit d’un type de vanne à diaphragme revêtu de caoutchouc qui présente une voie d’écoulement complètement droite sans selle. Les vannes à membrane revêtue de caoutchouc ferment l’écoulement du fluide en entrant en contact avec le fond de la vanne. Le composant diaphragme étant flexible, cette vanne peut durer peu de temps et nécessiter des réparations et des remplacements fréquents. Contrairement aux vannes à déversoir, ces vannes peuvent fonctionner avec des fluides visqueux et des boues d’eau. 

Vannes sanitaires à diaphragme revêtu de caoutchouc 

Il s’agit de vannes à diaphragme revêtues de caoutchouc qui sont principalement utilisées lorsque des fluides purs et propres sont nécessaires, par exemple pour la fabrication de vin, de boissons, de produits pharmaceutiques, de produits laitiers et de produits alimentaires. Ce type de vanne produit une zone aseptique pour l’écoulement des fluides, exempte de champignons, de bactéries et de virus. 

Vannes à diaphragme revêtues de caoutchouc Biotech 

Ces vannes sont fabriquées pour manipuler des fluides pouvant contenir des cellules, des germes et d’autres matières biologiques similaires. Les vannes à diaphragme revêtues de caoutchouc Biotech sont utilisées dans les systèmes de tuyauterie comprenant des bioréacteurs, des patins de chromatographie, des filtres, des congélateurs-décongélateurs et des fermenteurs. Ces vannes ont été utilisées dans les industries biotechnologiques telles que la médecine, la pharmacie, l’agriculture et les sciences alimentaires. 

Vanne à diaphragme hygiénique revêtue de caoutchouc 

Ces robinets à membrane revêtus de caoutchouc sont destinés à être utilisés dans des applications où le flux de fluide peut stagner. Elles sont également utilisées pour manipuler des aliments et des boissons qui doivent être exempts de germes pour la consommation humaine ou qui peuvent nuire à la qualité des aliments. 

Applications d’une vanne à diaphragme revêtue de caoutchouc

• La vanne à membrane revêtue de caoutchouc est utilisée dans le traitement chimique. 
• Elle est utilisée dans les centrales électriques. 
• Elle est utilisée dans l’exploitation minière et le traitement des minéraux. 
• Les vannes à diaphragme revêtues de caoutchouc sont utilisées dans les usines de production d’acier. 
• Elles sont utilisées dans les sites de galvanisation. 
• Cette vanne est utilisée dans la transformation des aliments et des boissons. 
• Elle est utilisée dans les systèmes de tuyauterie du textile et du cuir.
• Elle est utilisée dans l’industrie des peintures et des revêtements. 
• Les vannes à diaphragme revêtues de caoutchouc sont utilisées dans les usines de fabrication de produits pharmaceutiques. 
• Elles sont utilisées dans les usines de fabrication de papier et de pâte à papier. 
• Ces vannes sont utilisées pour contrôler le débit dans la fabrication des semi-conducteurs et de l’électronique. 
• Les vannes à diaphragme revêtues de caoutchouc sont utilisées pour améliorer le contrôle du débit dans la production de sucre. 

Avantages des robinets à diaphragme revêtus de caoutchouc 

• Les robinets à membrane revêtue de caoutchouc peuvent être utilisés pour des applications de type tout ou rien et d’étranglement. 
• Cette vanne est fabriquée avec de nombreux revêtements qui contribuent à garantir la résistance à la corrosion. 
• Les robinets à membrane revêtus de caoutchouc garantissent un service étanche aux bulles. 
• Cette vanne est exempte de fuites au niveau de la tige. 
• Les fabricants de robinets à membrane revêtue de caoutchouc conçoivent des robinets adaptés aux boues et aux fluides visqueux. 
• Les robinets à membrane revêtue de caoutchouc conviennent au contrôle des fluides dangereux. 

Inconvénients des robinets à membrane garnis de caoutchouc 

• Les vannes à membrane revêtues de caoutchouc sont utilisées dans des applications qui nécessitent une pression et des températures modérées. 
• Ces vannes ont des déversoirs qui peuvent limiter la vidange complète du pipeline. 

Dépannage des vannes à diaphragme à revêtement en caoutchouc 

Pas de débit de fluide ou débit très faible 

• La vanne à diaphragme revêtue de caoutchouc est partiellement ou fermée. Vérifiez la position de la vanne. 
• Les garnitures ou protections de la vanne sont encore en place. Retirez ces protections. 
• Tuyau ou système de crépine obstrué. Nettoyez le système. 

Bride cassée 

• Les boulons d’assemblage ont un faible couple, les contre-brides sont mal alignées ou l’écart est trop important. Cela peut nécessiter le remplacement d’une vanne à diaphragme revêtue de caoutchouc et son installation conformément au manuel du fabricant. 

Fuite entre les contre-brides et le corps de vanne 

• Les contre-brides ne sont pas entièrement serrées, la vanne n’est pas bien alignée ou centrée. Vérifiez l’assemblage et serrez-le complètement. Si nécessaire, démontez-le et remontez-le correctement. 

La vanne est difficile à manœuvrer

• Chapeau/tige coincé(e) ou endommagé(e). Vérifiez le chapeau/la tige et graissez ou nettoyez-les si nécessaire.
• Pression élevée. Vérifiez les conditions de fonctionnement. Les vannes à membrane caoutchoutée de grande taille nécessitent un couple proportionnellement élevé pour fonctionner sous pression. 
• Le volant a tourné dans le mauvais sens. Vérifiez le sens de rotation. Notez que le sens des aiguilles d’une montre signifie que vous fermez la vanne. 
• Impuretés entre le corps et la vanne. Fermez et ouvrez la vanne sous pression pour nettoyer les impuretés piégées. Si nécessaire, remplacez ou réparez la vanne. 
• La vanne n’est pas dans la bonne position pour appliquer la force. Placez la vanne dans la position correcte pour qu’il soit facile d’appliquer une force pour la fermer ou l’ouvrir. 

Fuite du siège alors que la vanne est fermée 

• Diaphragme endommagé. Remplacez le diaphragme. 
• Surface d’étanchéité du corps endommagée. Remplacez le corps. 
• Impuretés entre le corps et le diaphragme. Fermez et ouvrez votre vanne à diaphragme revêtue de caoutchouc sous pression pour nettoyer les impuretés. 

Résumé :

Les robinets à membrane revêtue de caoutchouc sont des types de robinets à membrane dont la membrane est revêtue de caoutchouc épais et résistant. Ces vannes utilisent un diaphragme flexible qui sert à contrôler le débit du fluide. Le contrôle du fluide s’effectue par un mouvement vers le bas ou vers le haut pour diminuer ou augmenter le débit du fluide respectivement. Les vannes à membrane revêtues de caoutchouc comportent plusieurs composants, dont la tige, le corps de la vanne, le compresseur, la membrane, l’actionneur, les indicateurs de position et les connexions. Chacun de ces composants fonctionne ensemble pour améliorer la fonctionnalité totale de la vanne. La défaillance d’un composant affecte les autres composants et peut finir par détruire l’ensemble de la vanne à diaphragme revêtu de caoutchouc.

Il existe plusieurs types de robinets à membrane garnis de caoutchouc. Ces types dépendent principalement de la conception et de l’utilisation spécifique. Parmi les types de robinets à membrane en caoutchouc, citons le robinet à membrane en caoutchouc de type déversoir, le robinet à membrane en caoutchouc à passage direct, le robinet à membrane en caoutchouc sanitaire, le robinet à membrane en caoutchouc hygiénique, etc. Les nombreux types de robinets à membrane caoutchoutée conduisent à de nombreuses applications de ces robinets, notamment dans les secteurs de l’industrie pharmaceutique, de l’alimentation et des boissons, de la production d’acier, de l’exploitation minière et du traitement des minéraux, du traitement chimique et des centrales électriques. Le matériau utilisé pour fabriquer le diaphragme détermine la pression et la température nominales de la vanne à diaphragme revêtu de caoutchouc. Dans ce type de vanne, le chapeau et le corps de la vanne doivent être fabriqués dans un matériau solide et rigide pour garantir la protection des composants internes.