Introduction
Les vannes papillon sont des vannes à mouvement rotatif à action rapide (1/4 de tour). Ce type de vanne peut être utilisé pour démarrer, arrêter et réguler le débit (régulation du débit).
Comparée à d'autres vannes de contrôle courantes (sphère, guillotine, globe et bouchon), la vanne papillon offre des avantages significatifs en termes de réduction de poids et d'espace.
La vanne papillon est largement utilisée dans diverses industries grâce à son faible nombre de pièces mobiles, ses coûts de maintenance réduits et son design simple. Ce type de vanne est particulièrement bien adapté aux débits élevés et aux systèmes à basse pression. Grâce à sa grande surface d'étanchéité, elle est également capable de sceller efficacement même dans des systèmes contenant une grande quantité de solides en suspension.
Construction
Les principaux composants d'une vanne papillon comprennent la tige, le corps, le système d'étanchéité, le palier supérieur, le palier inférieur, le chapeau, l'actionneur, le siège et le disque.
Le siège de la vanne papillon est crucial car tout dommage à cette zone entraînera une fuite de la vanne ; le siège est parfois aussi appelé le 'revêtement de vanne'. Le siège est souvent fabriqué à partir de matériaux élastomères aux propriétés similaires au caoutchouc, bien qu'il soit également possible d'utiliser des joints toriques.
Une boîte de vitesses peut être installée entre l'actionneur et la tige pour permettre l'opération des grandes vannes papillon sans nécessiter un couple important, cependant, il convient de noter qu'une vanne papillon avec une boîte de vitesses nécessite un temps de cycle plus long.
Le disque est percé sur toute sa longueur et la tige pénètre à travers le trou percé. La tige est supportée par des paliers et des bagues placés dans des inserts à l'intérieur du corps de la vanne. Il est possible de fixer la tige directement au disque à l'aide de boulons, de goupilles ou de rivets, mais il est également possible d'insérer la tige dans un évidement carré à l'intérieur du disque (c'est ce qu'on appelle la configuration 'flottante' car elle permet à la vanne de s'auto-aligner lors de l'assise).
Le corps de la vanne est soit de type wafer, soit de type lug wafer, les deux conceptions permettant une installation facile de la vanne. Comparé à d'autres types de vannes, le corps de la vanne papillon est considéré comme 'mince' et occupe peu d'espace dans la tuyauterie.
L'espace entre la tige et le corps de la vanne est scellé à l'aide de joints toriques ou de matériaux de garniture fibreux traditionnels.
Un goupille de verrouillage ou une poignée de verrouillage à ressort est souvent utilisée pour empêcher la vanne de changer de position lorsqu'elle est laissée sans surveillance.
Des brides sont installées sur le côté aspiration et refoulement de la vanne pour que la tuyauterie puisse être facilement connectée.
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Comment Fonctionnent les Vannes Papillon
Les vannes papillon utilisent un disque de forme circulaire qui pivote autour de la tige de la vanne pour l'ouverture et la fermeture de la vanne. Le disque a approximativement le même diamètre que le tuyau auquel il est connecté et peut pivoter horizontalement ou verticalement selon l'orientation de la tige.
Lorsque le disque est positionné perpendiculairement à la direction du flux, la vanne est en position complètement fermée et il n'y a pas de débit. Lorsque le disque est positionné parallèlement à la direction du flux, la vanne est en position complètement ouverte et il y a un débit presque sans restriction.
Avantages
Un disque papillon profilé permet au fluide de passer sur le disque sans qu'une grande chute de pression ou une restriction de débit ne se produise.
Les vannes papillon sont à action rapide et la tige n'a besoin d'être tournée que de 90 degrés (1/4 de tour) pour passer la vanne de la position complètement ouverte à complètement fermée.
Contrairement aux conceptions de vannes à guillotine et à sphère, la vanne papillon est bien adaptée à la régulation du débit (étranglement) et ne crée pas de flux turbulent significatif lorsqu'elle est partiellement ouverte/fermée.
Les vannes papillon sont similaires en conception aux vannes à sphère, mais sont plus adaptées aux applications de grande taille car elles sont généralement moins chères et pèsent moins.
Inconvénients
Les vannes papillon ont une faible chute de pression lorsqu'elles sont complètement ouvertes, mais pas aussi faible que les vannes à guillotine et à sphère.
Les vannes papillon ne sont généralement pas entretenues sur place ; elles sont remplacées entièrement puis révisées en atelier. D'autres types de vannes peuvent être entretenus sur place si nécessaire.
Il n'est pas possible d'insérer des racleurs (dispositifs qui nettoient et inspectent la surface interne de la tuyauterie) à travers les vannes papillon.
Détails du Modèle 3D
Ce modèle 3D montre tous les principaux composants associés à une vanne papillon typique, y compris :
- Tige
- Corps
- Siège
- Disque
- Chapeau
- Paliers
- Joints
- Actionneur/Poignée
- Écrous et Boulons
- Cadran indicateur et plaque de verrouillage de la poignée