Qu'est-ce qu'une vanne à globe ?
Les vannes à globe tirent leur nom de la forme de leur corps sphérique, bien que ce ne soit pas le seul type de vanne avec cette forme.
Vanne à globe (corps en forme de globe)
Les vannes à globe sont parmi les vannes les plus couramment utilisées aujourd'hui. D'autres types populaires incluent les vannes à boisseau, papillon, à bille et à guillotine .
Conceptions de vannes à globe
Les vannes à globe sont des vannes à action linéaire et se déclinent en quatre conceptions principales :
- Flux droit - Corps en forme de Z. Type le plus courant.
Flux droit
- Flux angulaire - Corps en forme de L. Moins de perte de charge que le type Z en raison de moins de coudes à angle droit.
- Flux croisé - Corps en forme de T.
- Flux oblique - Corps en forme de Y. Moins de perte de charge que le type Z. Adapté aux pressions plus élevées.
Vannes à globe à flux droit, angulaire, croisé et en Y
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Disques de vanne à globe
Les disques de vanne à globe se déclinent en trois conceptions de base :
- Disque à bille – Adapté aux basses températures et basses pressions. Idéal pour les opérations de démarrage et d'arrêt. Moins adapté à la régulation de débit.
Disque à bille
- Disque composite – Les composites sont constitués de plusieurs matériaux. Le disque est généralement en métal avec un anneau non métallique pour l'étanchéité. Le matériau de l'anneau est choisi pour sa résistance à la corrosion et à l'érosion, et peut être personnalisé pour l'application. Un bon choix d'anneau assure une meilleure étanchéité. Souvent utilisé pour les systèmes à vapeur.
Disque composite
- Disque à bouchon – Les disques à bouchon ont une forme effilée. Ils sont plus adaptés à l'étranglement que les disques composites ou à bille.
Disque à bouchon
Les vannes à globe peuvent être installées de manière à ce que la pression du système soit appliquée de chaque côté du disque lorsque la vanne est fermée. Cependant, il est généralement préférable de limiter la pression du système au corps de la vanne et au disque lorsque la vanne est fermée, plutôt que de l'appliquer au chapeau et au presse-étoupe.
Selon le côté où la pression du système agit, la vanne à globe sera soit freinée soit aidée par la pression. Par exemple, il faut plus de force pour ouvrir une vanne à globe lorsque la pression du système pousse le disque contre le siège, comparé à une pression appliquée sous le disque qui 'aiderait' à le soulever du siège.
Pour les systèmes à vapeur, les vannes à globe doivent être orientées de manière à ce que la vapeur ne soulève pas le disque lorsqu'elle refroidit (créant une pression négative).
Quelles sont les principales parties d'une vanne à globe ?
Les principales parties d'une vanne à globe sont l'actionneur, la tige, le corps, le disque, le siège, le chapeau et un dispositif d'étanchéité (presse-étoupe).
Le disque s'assoit perpendiculairement aux surfaces du siège, offrant généralement une meilleure étanchéité que les vannes à guillotine. Lors du mouvement du disque, il est guidé par des ailettes de guidage, un piston ou la tige.
Le presse-étoupe est installé entre la tige et le chapeau pour éviter les fuites.
Certaines vannes à globe connectent la tige directement au disque, mais certains modèles ne le font pas. Une vanne à vis non retour (SDNR) est un tel modèle où la tige n'est pas connectée au disque. Les vannes SDNR sont utilisées pour des systèmes critiques de sécurité comme les systèmes d'eau de cale de navire et les systèmes d'alimentation en eau de chaudière.
Des brides sont installées sur les côtés aspiration et refoulement de la vanne pour faciliter le raccordement des tuyauteries.
Comment fonctionnent les vannes à globe ?
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Un disque circulaire attaché à la tige principale de la vanne est abaissé et relevé pour ouvrir et fermer la vanne. Lorsque la vanne est fermée, le disque repose sur le siège de la vanne, les deux parties étant usinées pour une étanchéité serrée ; la surface d'étanchéité peut être plate ou biseautée. Lorsque la vanne est ouverte, le fluide s'écoule entre le disque et le siège.
Quels sont les avantages des vannes à globe ?
En raison de la forme circulaire du disque et du siège, l'usure inégale sur la zone usinée est rare.
Les vannes à globe peuvent être utilisées pour la régulation (contrôle de débit), mais elles ne permettent pas un contrôle très précis en raison de la grande forme circulaire du disque. Si des ajustements fins de débit sont nécessaires, la conception de la vanne à globe n'est probablement pas la meilleure option.
Une vanne à globe angulaire a un virage à angle droit de moins qu'une vanne à globe droite, ce qui conduit à une chute de pression inférieure.
Quels sont les inconvénients des vannes à globe ?
Les vannes à globe souffrent d'une chute de pression élevée lorsque la vanne est étranglée, ce qui peut endommager les composants de la vanne.
Les vannes à globe sont souvent bloquées en position ouverte en raison d'une mauvaise utilisation. Elles doivent être complètement ouvertes puis la poignée doit être tournée de 180 degrés dans le sens inverse pour refermer légèrement la vanne. Si cette procédure de 'rembobinage' n'est pas effectuée, la vanne peut se bloquer en position ouverte, rendant difficile pour les opérateurs de déterminer la position de la vanne ; cela peut conduire à ce que les opérateurs essaient d'ouvrir une vanne déjà complètement ouverte, ce qui peut entraîner la rupture/fracture de la tige.
Remarque : Un signe révélateur que la tige de la vanne est cassée est que la poignée de la vanne tourne beaucoup plus facilement. La poignée tourne facilement car le disque n'est plus connecté à la tige.
Composants du modèle 3D
Ce modèle 3D contient toutes les parties communes d'une vanne à globe, y compris :
- Tige
- Chapeau
- Disque
- Siège
- Presse-étoupe
- Corps
Ressources supplémentaires
https://en.wikipedia.org/wiki/Globe_valve
http://www.wermac.org/valves/valves_globe-valves_linear-motion-valve.html