La plupart des types de vannes sont soit bonnes pour l'étanchéité, soit bonnes pour le contrôle du débit, rarement les deux. Une vanne à opercule assure l'étanchéité mais s'auto-détruit lorsqu'elle est utilisée en régulation. Une vanne à soupape contrôle bien mais s'use rapidement en service abrasif. Une vanne à pincement pneumatique est inhabituelle en ce qu'elle fait les deux — et la raison réside dans son mode d'actionnement.
Ouvert, fermé et tout ce qui se trouve entre les deux
Une vanne à pincement à actionnement pneumatique se ferme en admettant de l'air comprimé dans une chambre entourant un manchon flexible. À mesure que la pression augmente, le manchon est comprimé progressivement. Il n'y a pas de position discrète ouverte ou fermée — l'augmentation de la pression d'air réduit continuellement la section d'écoulement, et sa réduction permet au manchon de reprendre sa forme.
Cela rend la vanne intrinsèquement proportionnelle. Un régulateur sur l'alimentation en air devient un contrôleur de débit, c'est pourquoi les vannes à pincement sont utilisées pour ajuster le débit sur les conduites de boues où d'autres types de vannes seraient détruits par la régulation.
Pourquoi il n'y a pas d'usure par glissement
Dans une vanne à opercule ou une vanne à boisseau sphérique, la régulation signifie qu'un bord métallique se trouve dans un flux à grande vitesse. Dans une vanne à manchon, la régulation signifie qu'un manchon élastomère forme un passage convergent lisse. Le fluide ne touche encore que l'élastomère, et rien ne glisse sur quoi que ce soit. L'usure qui se produit est répartie sur le manchon et apparaît comme un amincissement progressif plutôt qu'une érosion localisée.
Ce qui détermine la relation entre pression et débit
La relation n'est pas linéaire. Près de la position fermée, une petite pression supplémentaire produit une grande réduction de section ; près de la pleine ouverture, une grande variation de pression produit peu de changement de débit. Les installations pratiques utilisent donc un positionneur ou un régulateur caractérisé plutôt que de supposer une ligne droite. La propriété importante est la répétabilité — la même pression d'air donne la même ouverture, cycle après cycle.
Force d'étanchéité et pression de ligne
Pour se fermer contre la pression de la conduite, l'actionneur doit développer suffisamment de force pour la surmonter. C'est pourquoi une vanne à pincement nécessite une pression d'air définie adaptée à une pression de conduite donnée, et il vaut la peine de confirmer l'alimentation en air disponible avant de spécifier la vanne plutôt qu'après. Une vanne qui ne peut pas se fermer complètement ne scellera jamais de manière fiable.
Où les vannes à pincement proportionnelles sont utilisées
- Réglage du débit de boue
- Contrôle de l'alimentation du filtre-presse
- Lignes de dosage et de traitement par lots
- Ciment et cendres volantes
Avantages et limites
Propriété | Vanne à manchon |
Modulation | Continue, par pression d'air |
Usure par étranglement | Répartie, progressive |
Contact avec le fluide | Manchon élastomère uniquement |
Nécessite de l'air comprimé | Oui, pour l'actionnement |
Limite de température | Définie par le compound du manchon |
Non adapté pour | Solvants, haute température, chute de pression élevée sujette à l'extrusion |
Spécifier une vanne
- Diamètre de conduite et plage de débit requise.
- Pression de conduite contre laquelle la vanne doit se fermer.
- Pression d'air d'actionnement disponible.
- Le fluide et son abrasivité, pour choisir le compound du manchon.
- La température du fluide, y compris au démarrage et lors du lavage.
- Si les signaux de commande doivent être renvoyés à un système d'usine.
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