Robinet à soupape à vapeur

Qu’est-ce qu’un robinet à soupape à vapeur ?

Un robinet à soupape à vapeur est un type de robinet à soupape destiné à être utilisé pour contrôler le flux de vapeur. Les robinets à soupape à vapeur sont utilisés pour étrangler, ouvrir et fermer le flux de fluide. Ces vannes sont également utilisées pour contrôler le flux de pression de vapeur. Les robinets à soupape à vapeur sont utilisés dans différentes applications telles que les aliments et les boissons, les produits pharmaceutiques et les centrales électriques à vapeur, entre autres. Lorsqu’elles sont utilisées dans des applications telles que les applications sanitaires (par exemple dans les secteurs alimentaire et pharmaceutique), ces vannes sont utilisées pour libérer la vapeur afin qu’elle entre en contact avec le produit final, qui doit être très propre. Les fabricants de robinets à soupape à vapeur conçoivent le corps de ces robinets avec un matériau métallique résistant. Cela permet de donner au corps une grande résistance pour supporter une pression élevée et des températures élevées telles que 700^o C. Les matériaux utilisés par les fabricants de robinets à soupape à vapeur pour fabriquer le corps comprennent la fonte, la fonte ductile, l’acier inoxydable et l’acier au carbone. Les robinets à soupape à vapeur sont soit manuels, soit automatiques. Les robinets à soupape à vapeur manuels sont actionnés par l’opérateur à l’aide d’un volant, tandis que les robinets à soupape automatiques sont actionnés par des actionneurs de soupape. Les actionneurs de vanne utilisés dans les robinets à soupape à vapeur sont des actionneurs électriques, pneumatiques et hydrauliques.

Figure : Robinet à soupape à vapeur.

Composants d’un robinet à soupape à vapeur

Manivelle

Il s’agit de l’élément d’un robinet à soupape à vapeur où l’opérateur applique une force pour ouvrir, fermer ou réguler le débit du fluide. Le volant est utilisé pour les robinets à soupape à vapeur manuels. Les vannes automatiques utilisent des actionneurs pour ouvrir, fermer ou réguler le débit du fluide.

Corps de la valve

Il s’agit du composant d’un robinet à soupape à vapeur qui est utilisé pour abriter les pièces internes de la vanne. Les fabricants de robinets à soupape à vapeur conçoivent le corps du robinet en utilisant différents types de matériaux métalliques afin d’améliorer la résistance du robinet à la haute pression, à la haute température et aux dommages causés par la chute d’objets.

Bonnet

C’est la partie d’un robinet à soupape à vapeur qui est placée sur le dessus du corps du robinet pour protéger la tige et les matériaux d’étanchéité de la tige. Le chapeau comporte des filets qui entrent en contact avec les filets de la tige pour faire tourner cette dernière lors de l’ouverture, de l’étranglement ou de la fermeture de l’écoulement du fluide. Le chapeau est relié au corps par des boulons, des vis, une soudure ou un raccord union.

Tige

La tige est utilisée pour relier le disque du robinet au volant ou à l’actionneur. La tige est chargée de transmettre le couple du volant au disque pour ouvrir, fermer ou réguler le débit du fluide.

Disque

Il s’agit du composant d’un robinet à soupape à vapeur qui est utilisé pour fermer, ouvrir ou réguler le flux de fluide. Le disque est relié à l’actionneur ou au volant par l’intermédiaire de la tige, de sorte qu’il peut obtenir un couple opérationnel par l’intermédiaire de la tige.

Siège

Les fabricants de robinets à soupape à vapeur conçoivent ces vannes avec deux sièges. Les sièges sont des composants où le disque du robinet à soupape à vapeur s’adapte pour réguler ou arrêter l’écoulement du fluide.

Emballage

La garniture désigne le matériau d’étanchéité utilisé pour recouvrir la tige. Les fabricants de robinets à soupape à vapeur utilisent la garniture pour empêcher les fuites de fluide par la tige. Le matériau de la garniture s’use après un certain temps et doit donc être remplacé.

Cage

La cage désigne le composant d’un robinet à soupape à vapeur qui entoure le disque. La cage est située à l’intérieur du robinet à soupape à vapeur. Lorsque le disque du robinet se déplace, il expose davantage d’ouvertures dans la cage, ce qui augmente le débit du fluide. La disposition et la conception des ouvertures de la cage influencent fortement le débit du fluide. La cage d’un robinet à soupape à vapeur est utilisée pour guider le disque de soupape dans le siège pour une étanchéité efficace.

Figure : Composants d’un robinet à soupape à vapeur.

Comment fonctionne le robinet à soupape de vapeur ?

Un robinet à soupape à vapeur est un robinet unidirectionnel et il est installé dans un seul sens. Les fabricants de robinets à soupape à vapeur conçoivent ces vannes pour une utilisation manuelle ou automatique. Le principe de fonctionnement des vannes manuelles et automatiques est le même, la différence se situant uniquement au niveau de la source du couple. Pour un robinet à soupape à vapeur manuel, l’opérateur applique une force sur le volant. La force ou le couple appliqué sur le volant est transmis au disque pour réguler, fermer ou ouvrir le flux de fluide. Le disque d’un robinet à soupape à vapeur est responsable de l’étranglement, de l’ouverture et de la fermeture du flux de fluide. Pour ouvrir un robinet à soupape à vapeur, l’opérateur tourne le volant dans le sens inverse des aiguilles d’une montre. Cela fait tourner la tige qui se déplace linéairement vers le haut. La tige est reliée au disque. Ainsi, lorsque la tige se déplace vers le haut, le disque se déplace vers le haut. Le robinet à soupape à vapeur reste ainsi ouvert pour l’écoulement du fluide. Pour fermer le robinet à soupape de vapeur, on tourne le volant dans le sens des aiguilles d’une montre, ce qui fait descendre la tige et le disque. Le disque exerce alors une force entre les deux sièges du robinet à soupape à vapeur et ferme ainsi l’écoulement du fluide. Pour réguler le débit du fluide, le volant est tourné de manière à ce que le disque s’ouvre partiellement ou se ferme selon les besoins.

Figure : Fonctionnement d’un robinet à soupape à vapeur.

Types de robinets à soupape à vapeur

Robinet à soupape à vapeur de modèle standard

Ce type de robinet à soupape à vapeur est également connu sous le nom de robinet à soupape à vapeur en T. Ce modèle est le plus courant de tous les robinets à soupape à vapeur. Cette conception est la plus courante de tous les robinets à soupape à vapeur. Ce robinet utilise une position horizontale du siège qui permet au disque et à la tige de se déplacer perpendiculairement à la direction de l’écoulement du fluide. Ce modèle de robinet à soupape à vapeur présente la plus grande résistance à l’écoulement du fluide par rapport aux autres types de robinets à soupape. Le modèle standard de robinet à soupape à vapeur présente la perte de pression la plus élevée et le coefficient de débit le plus faible. Ces vannes conviennent aux applications de régulation de débit sévères, telles que les conduites de dérivation. De même, les robinets à soupape à vapeur de type standard conviennent aux services où la perte de pression n’est pas un problème et où le robinet n’est nécessaire que pour l’étranglement.

Figure : Robinet à soupape à vapeur de modèle standard.

Robinet à soupape à vapeur à angle droit

Il s’agit du robinet à soupape à vapeur dans lequel les orifices d’entrée et de sortie sont orientés à 90^o degrés. Les fabricants de robinets à soupape à tige inclinée conçoivent ces robinets pour une utilisation en cas de flux de fluide pulsé, car ils sont capables de gérer l’effet de bouchon du flux. Ces vannes ont un faible coefficient de débit. Lorsque le robinet à soupape à tige inclinée doit être installé près d’un coude de conduite, il offre deux avantages. L’un de ces avantages est qu’il réduit considérablement la résistance à l’écoulement du fluide par rapport au modèle standard. De plus, avec ce modèle d’angle, le robinet à soupape à vapeur minimise le nombre de raccords de tuyauterie nécessaires et économise le coude de la tuyauterie.

Figure : Robinet à soupape à vapeur à configuration angulaire.

Robinet à soupape à vapeur à motif oblique

Il s’agit du type de robinet à soupape à vapeur dans lequel la tige et le siège sont inclinés selon un angle d’environ 45o degrés. Un robinet à soupape à vapeur à motif oblique est une alternative appropriée à la perte de pression élevée qui est la plus courante dans les robinets à soupape. Les robinets à soupape à vapeur à configuration oblique réduisent la résistance à l’écoulement du fluide à un minimum. Ces robinets présentent un écoulement droit du fluide lorsqu’ils sont complètement ouverts, ce qui contribue à réduire la résistance à l’écoulement du fluide.

Figure : Valve à globe à vapeur à motif oblique.

Robinet à soupape à vapeur à chapeau vissé

Il s’agit d’un robinet à soupape à vapeur dans lequel le chapeau et le corps sont reliés par des vis. Il s’agit de l’une des conceptions les moins coûteuses et les plus simples de robinet à soupape à vapeur. Ce type de vanne est préféré pour les applications à moyenne pression.

Robinet à soupape à vapeur à chapeau boulonné

Il s’agit d’un robinet à soupape à vapeur dans lequel le chapeau et le corps sont reliés par des boulons et des écrous. Ce type de raccordement utilise plusieurs boulons et écrous qui combinent leur couple respectif pour créer un raccordement sans fuite adapté aux applications à haute température et haute pression. La plupart des fabricants de robinets à soupape à vapeur utilisent des connexions boulonnées.

Robinet à soupape à vapeur avec joint d’étanchéité

Il s’agit d’un robinet à soupape à vapeur dans lequel la pression du système est utilisée pour fournir la force suffisante nécessaire contre le diamètre interne du corps et les surfaces du chapeau. Cette conception permet de surmonter l’inconvénient du poids en serrant le joint à l’aide de la pression du fluide. Le joint entre le chapeau et le corps devient plus étanche lorsque la pression du fluide augmente. Ce type de robinet à soupape à vapeur est idéal pour les applications à haute pression et haute température, telles que les centrales électriques à vapeur.

Robinet à soupape à vapeur à chapeau soudé

Il s’agit d’un robinet à soupape à vapeur dans lequel le chapeau et le corps sont reliés par la méthode de soudage. Les robinets à soupape à vapeur à chapeau soudé sont très économiques et fiables lorsqu’ils fonctionnent à n’importe quelle pression et/ou température. Cependant, ces vannes ne peuvent être nettoyées ou réparées que si la soudure est retirée. Pour ces raisons, les fabricants de robinets à soupape à vapeur à chapeau soudé recommandent ces vannes pour une utilisation où l’on s’attend à ce que la vanne ne nécessite aucune maintenance et où le nettoyage n’est pas nécessaire.

Applications des robinets à soupape à vapeur

• Les robinets à soupape à vapeur sont utilisés dans les centrales électriques à vapeur.
• Les robinets à soupape à vapeur sont utilisés dans les industries pharmaceutiques.
• Ils sont utilisés dans l’industrie alimentaire et des boissons.
• Ils sont utilisés dans les systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation (CVC).
• Ils sont utilisés dans les industries chimiques.

Avantages des robinets à soupape à vapeur

• Les robinets à soupape à vapeur ont de bonnes capacités d’étranglement.
• Ils sont bons dans l’écoulement des fluides en marche et à l’arrêt.
• Ils sont polyvalents car ils peuvent être utilisés dans différentes applications d’écoulement des fluides.
• Ils sont suffisamment solides pour les applications à haute température et à haute pression.
• Ils ne présentent aucune fuite de liquide.
• Ils sont durables car ils peuvent être réparés lorsqu’ils tombent en panne.
• Les robinets à soupape à vapeur fonctionnent plus rapidement que d’autres vannes comme les robinets-vannes.

Inconvénients des robinets à soupape à vapeur

• Les robinets à soupape à vapeur ont une chute de pression élevée.
• Les robinets à soupape à vapeur ont un poids élevé.
• Ces vannes ont une conception complexe par rapport à d’autres vannes comme les vannes à guillotine.
• Les robinets à soupape à vapeur produisent plus de bruit que d’autres vannes comme les robinets-vannes.

Dépannage des robinets à soupape à vapeur

Fuite de l’emballage

• La garniture est lâche. Serrez l’écrou de la garniture.
• La garniture est usée. Remplacez la garniture.
• Insuffisance de bagues d’étanchéité. Ajoutez des bagues d’étanchéité.

Fuite à travers les sièges

• Sièges usés. Remplacez les sièges.
• Matériaux étrangers dans la valve. Nettoyez les matières étrangères.

Fuite à travers le corps – connexion du chapeau

• Connexion desserrée. Serrez les boulons ou les vis de connexion.
• Joint d’étanchéité endommagé. Remplacez le joint d’étanchéité.
• Bague d’étanchéité métallique endommagée. Remplacez la bague d’étanchéité métallique.

Le robinet à soupape de vapeur ne peut pas être ouvert ou fermé

• Écrou de tige endommagé. Remplacez l’écrou de la tige.
• Matériaux étrangers dans la tige. Retirez les corps étrangers.
• La garniture de la vanne est trop serrée. Desserrez légèrement la garniture. Mais n’oubliez pas qu’une garniture desserrée provoquera une fuite de fluide.
• Filets de la vis usés. Remplacez l’écrou de la tige.
• Courbure de la tige. Remplacer ou rectifier la tige.

Résumé

Un robinet à soupape à vapeur est un type de robinet à soupape utilisé pour contrôler, ouvrir et fermer un flux de vapeur. Les fabricants de robinets à soupape à vapeur produisent ces vannes avec des corps métalliques solides pour les aider à résister aux hautes températures et à la haute pression associées à la vapeur. Les robinets à soupape à vapeur sont actionnés soit manuellement, soit automatiquement. Les robinets à soupape à vapeur fonctionnent en faisant tourner le volant qui fait tourner la tige. La rotation de la tige la fait se déplacer vers le haut ou vers le bas, ce qui permet au disque d’ouvrir ou de fermer le flux de fluide. Pour réguler le débit du fluide, la vanne est ouverte partiellement, permettant un certain débit. Il existe différents types de robinets à soupape à vapeur, notamment le robinet à soupape à vapeur standard, le robinet à soupape à vapeur à angle, le robinet à soupape à vapeur oblique, le robinet à soupape à vapeur à chapeau soudé, le robinet à soupape à vapeur à chapeau boulonné, le robinet à soupape à vapeur à chapeau vissé et le robinet à soupape à chapeau avec joint d’étanchéité. Ces vannes sont utilisées dans différentes applications telles que les aliments et les boissons, les produits pharmaceutiques, les produits chimiques, les systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation et les centrales électriques à vapeur, entre autres. Les avantages de l’utilisation des robinets à soupape à vapeur sont les suivants : ils sont polyvalents, durables, ne présentent aucune fuite de fluide e, ont un fonctionnement plus rapide, sont faciles à installer et à réparer. Cependant, les robinets à soupape à vapeur ont un poids élevé, une perte de pression importante, une conception complexe et ils produisent plus de bruit pendant leur fonctionnement.