Vannes de contrôle. Achetez une vanne de régulation à deux et trois voies chez LDM

Les vannes de régulation sont utilisées pour contrôler la pression des substances liquides et gazeuses transmises par les pipelines. La vanne de régulation vous permet de réguler en continu ou discrètement le débit de fluide de travail dans le pipeline.

Pour les systèmes dans lesquels il est particulièrement important de répartir avec précision le flux du fluide de travail, une unité de contrôle de pression est requise.

Cela est particulièrement vrai, par exemple, pour les réseaux de chaleur, puisque le climat intérieur dépend du volume de liquide de refroidissement entrant dans les canalisations et les radiateurs. Le débit du pipeline diminue ou augmente respectivement à mesure que la section transversale du trou à l'intérieur de la vanne diminue ou augmente.

Le problème est résolu en modifiant constamment la capacité du tuyau à travers lequel le liquide ou le gaz se déplace à l'aide d'une vanne de régulation.

Selon leur destination, il existe trois principaux types de vannes de régulation :

• bidirectionnel - sert uniquement à contrôler le débit de liquide ou de gaz, utilisé sur des sections droites du pipeline ;
• coin bidirectionnel – régule la pression et change sa direction, utilisé aux points de retournement du pipeline ;
• trois passes - mélange deux types de fluide de travail en un flux commun ou divise un flux en deux.

La vanne de régulation la plus simple est une vanne directe, elle se compose des éléments suivants :

• un corps en forme de té avec un trou de passage à l'intérieur ;
• bride ou filetage aux extrémités des tuyaux ;
• ensemble d'étanchéité qui maintient l'étanchéité de la vanne ;
• vanne – corps de régulation de vanne ;
• tige - une pièce utilisée pour changer la position de la vanne.

Le débit du fluide de travail est régulé en modifiant la taille de l'ouverture de passage lors du déplacement de la position de la porte par rapport à l'ouverture de passage.

La conception est partiellement modifiée et complétée par de nouveaux éléments en fonction de l'objectif de la vanne de régulation.

Note! Il existe des vannes d'arrêt et de contrôle qui sont modifiées de manière à pouvoir arrêter complètement le flux du fluide de travail. Dans ce cas, la vanne est réalisée de telle manière qu'en position fermée ses parties soient hermétiquement fermées.

Avantages des vannes de régulation

Ce type de régulateur est utilisé dans les systèmes d'approvisionnement en eau et en gaz domestiques et industriels, les réseaux de chaleur et les oléoducs.

Vannes de contrôle (d'arrêt et de contrôle)

Les vannes sont conçues pour contrôler le débit des fluides liquides et gazeux transportés dans les pipelines.

Les vannes de régulation et d'arrêt font varier en continu le débit du débit régulé depuis un minimum lorsque la vanne est complètement fermée jusqu'à un maximum lorsque la vanne est complètement ouverte.

Les vannes d'arrêt ou de sectionnement ne contrôlent pas le débit régulé en continu, mais de manière discrète (la vanne est complètement ouverte ou complètement fermée). Les vannes de régulation et d'isolement présentent de petites fuites de fluide contrôlé lorsque la vanne est en position fermée.

Il convient de noter que la division des vannes en vannes de régulation, d'arrêt et d'arrêt n'existe que dans notre pays, ainsi que des normes de fuite distinctes pour les vannes de régulation et d'arrêt. Le reste du monde produit simplement des vannes de régulation dont les fuites sont divisées en six classes : plus le numéro de classe est élevé, moins il y a de fuite. Les trois dernières classes font référence aux vannes, que nous appelons vannes d'arrêt et vannes d'arrêt et de régulation.

Le diamètre nominal d'alésage de la vanne (DN) doit être compris comme le diamètre intérieur nominal des tuyaux d'entrée et de sortie de la vanne (dans certains cas, le diamètre du tuyau de sortie peut dépasser le diamètre du tuyau d'entrée). Chaque valeur du diamètre nominal du passage de la vanne correspond au débit maximum possible de la substance régulée, qui dépend en général d'un certain nombre de paramètres (perte de charge, densité, etc.). Pour faciliter la comparaison des vannes et la sélection de la taille de vanne requise sur la base des résultats des calculs hydrauliques, le concept de capacité conditionnelle a été introduit.

La capacité conditionnelle de la vanne (Kvy) indique la quantité d'eau à une température de 20 °C que la vanne peut laisser passer lorsque la chute de pression à travers elle est de 0,1 MPa (1 kgf/cm2) avec la vanne complètement ouverte.

La vanne de régulation se compose de trois blocs principaux : le corps, l'ensemble papillon et l'actionneur de vanne. Conception de passage typique

Une vanne d'arrêt et de régulation sans actionneur installé est illustrée à la figure 1.

Un ensemble papillon est installé à l'intérieur du corps de vanne 1, constitué d'un siège 2 et d'un piston 3 relié à une tige 4. Le siège peut être réalisé selon différentes conceptions : vissé dans le corps de vanne comme le montre la figure 1, plaqué contre le corps avec une douille spéciale, ou solidaire du corps.

Le piston coulisse le long d'un guide pratiqué dans le couvercle 5. Un joint d'étanchéité 6 est installé entre le corps 1 et le couvercle 5. La tige 4 est sortie à travers le presse-étoupe 7, qui est un ensemble d'anneaux à chevrons à ressort constitués du fluoroplastique-4 ou de ses modifications. Un actionneur est installé sur le couvercle 5 dont la tige est reliée à la tige de vanne. L'entraînement peut être pneumatique, manuel, électrique ou électromagnétique.

L'ensemble papillon est l'élément de régulation et de fermeture de la vanne. C'est dans cette unité que la tâche de modification de la zone d'écoulement de la vanne et, par conséquent, de modification de ses caractéristiques d'écoulement est mise en œuvre.

Des combinaisons spécifiques bague-siège-plongeur sont sélectionnées en fonction des conditions de fonctionnement de la vanne : perte de charge, type réglable

milieu et sa température, présence d'impuretés mécaniques, débit, viscosité du milieu, etc.

Dans la plupart des cas, le sens d'alimentation correct du fluide de travail est important pour le fonctionnement de la vanne. Il est marqué d'une flèche sur la surface extérieure des boîtiers. Si le fluide est alimenté par le canal gauche dans le boîtier représenté sur la figure 1, alors cette direction d'alimentation est appelée « sous le volet » (le fluide s'approche du piston par le bas), et si le fluide est alimenté par le canal droit, alors ce sens d'alimentation est appelé « vers le volet » (le milieu presse le poussoir contre le siège à l'état fermé). Les principaux paramètres et caractéristiques des vannes de régulation typiques produites par les entreprises nationales sont présentés dans les tableaux 1 et 2.

Tableau 1.

Principaux paramètres des vannes d'arrêt et de régulation

Tableau 2.

Capacité conditionnelle des vannes d'arrêt et de régulation

ACTIONNEURS

Les entraînements et les actionneurs des vannes d'arrêt et de contrôle, de contrôle et d'arrêt sont conçus

pour convertir le signal de commande (pneumatique, électrique ou mécanique) en mouvement mécanique (linéaire ou rotationnel) de la tige du vérin et d'un élément d'arrêt relié rigidement à la tige (vanne, robinet à tournant sphérique, vanne papillon, vanne à vanne, etc.) .

Les actionneurs utilisés pour contrôler les vannes d'arrêt et de régulation selon le principe de fonctionnement et le type d'énergie utilisé pour créer la force mécanique nécessaire sur la vanne de fonctionnement sont divisés en :

Pneumatique

Électrique

Hydraulique

Combiné

Actionneurs pneumatiques

Les actionneurs pneumatiques, en raison d'une tradition établie, occupent une place assez importante parmi les entraînements pour vannes de régulation de différents types. Cela est principalement dû au fait que l'automatisation industrielle de masse, jusque dans les années 50 et 60 du siècle dernier, reposait principalement sur la pneumatique. Les systèmes de contrôle automatisés pneumatiques d'aujourd'hui, à l'ère des microprocesseurs et de la généralisation de l'électronique numérique, semblent quelque peu archaïques, et de plus, ils sont assez volumineux et nécessitent l'organisation de réseaux pour la préparation et la distribution de l'air comprimé, qui est également consommé pendant le fonctionnement des systèmes pneumatiques.

Dans le même temps, la simplicité de conception des entraînements pneumatiques et, par conséquent, leur fiabilité et leur maintenabilité assez élevées permettent d'utiliser avec succès de tels entraînements dans les systèmes de contrôle de processus automatisés modernes.

Les actionneurs pneumatiques sont conçus pour convertir les changements de pression d'air P à la sortie du régulateur en mouvement du corps de régulation - vanne, registre, vanne, robinet, etc. Le corps de régulation modifie le débit de liquide, de gaz, de vapeur, etc. au niveau de l'objet de contrôle, provoquant ainsi une modification du paramètre de processus contrôlé.

En fonction du type d'entraînement, les actionneurs pneumatiques sont divisés en moteurs pneumatiques à membrane, à piston, rotatifs et rotatifs.

Actionneur à membrane (MIM)

Le schéma de l'actionneur à membrane (MIM) est représenté à la figure 2. Le mouvement de la tige de sortie 2, reliée au corps de régulation, dans un sens est effectué par la force créée par la pression P, dans l'autre - par la force du ressort 3. Le signal P pénètre dans la « tête » à membrane scellée, qui contient une membrane en tissu caoutchouté de 2 à 4 mm d'épaisseur avec un centre rigide. Le ressort 3 appuie sur la membrane par le bas. Dans les actionneurs à membrane (Fig. 2), la pression de l'air de commande agit sur la membrane 4, serrée le long du périmètre entre les couvercles de l'actionneur, et crée une force qui est égalisée par le ressort 3. Ainsi, la course de la tige de vérin 2 est proportionnelle à la valeur de la pression de commande. La rigidité et la précompression du ressort déterminent la plage de force de l'actionneur et la course nominale.

Les actionneurs à membrane sont classés en fonction de la taille des « têtes » à membrane. Les MIMS sont généralement fournis ensemble

avec les organismes de réglementation - vannes. Étant donné que lorsque la pression P est supprimée, la membrane se déplace toujours vers le haut, en fonction de la conception de l'organisme de régulation, on distingue les vannes NO normalement ouvertes et les vannes NF normalement fermées.

Figure 2. Actionneur à membrane monté sur une vanne de régulation :

1 - organisme de réglementation ; 2 - tige; 3 - printemps; 4 - membrane; 5 - joint d'huile

Les caractéristiques statiques de la plupart des MIM sont proches du linéaire, cependant, ils ont une zone d'hystérésis de 2 à 15 % de la plus grande valeur de P. Cette valeur dépend des forces de frottement dans le joint 5, de la chute de pression à travers le corps de commande , sur les caractéristiques du ressort et la surface efficace de la membrane.

Pour réduire la zone d'hystérésis et améliorer les caractéristiques dynamiques des MIM, des amplificateurs de puissance supplémentaires, appelés positionneurs, sont installés sur l'actionneur. Il existe des positionneurs qui fonctionnent selon un système de compensation de déplacement et un système de compensation de force. Dans les positionneurs des deux types, le MIM est couvert par un retour négatif sur la position de la tige, ce qui élimine l'influence des forces de frottement dans le presse-étoupe, des chutes de pression sur le corps de commande, etc. sur les caractéristiques statiques.

Dans le même temps, le débit d'air fourni au MIM augmente et les caractéristiques dynamiques de ce dernier sont sensiblement améliorées.

Pour s'interfacer avec les signaux électriques des systèmes de contrôle, on utilise des positionneurs électropneumatiques qui, en plus d'améliorer les caractéristiques statiques des actionneurs à membrane, assurent la conversion du signal électrique en une impulsion d'air de commande fournie au MIM.

Les principales caractéristiques techniques des MIM sont présentées dans le tableau 3.

Tableau 3.

L'apparence des MIM typiques installés sur les vannes de régulation est illustrée à la figure 3.

Actionneurs pneumatiques à piston

Les actionneurs pneumatiques à piston (PPA) sont utilisés dans les cas où un mouvement linéaire de la tige de l'actionneur est requis

Les vannes d'arrêt et de régulation sont utilisées pour contrôler le flux de fluides dans les installations de production industrielle et les systèmes de vie domestique. Les pipelines principaux, les champs de pétrole et de gaz et leurs usines de traitement, les usines sidérurgiques et chimiques, les usines de traitement des eaux usées et l'approvisionnement en eau des villes ne sont qu'une petite partie des entreprises qui nécessitent une énorme quantité de vannes d'arrêt et de contrôle.

Il existe de nombreux types et modifications de vannes d'arrêt et de régulation. Nous examinerons le principe de fonctionnement des types de produits les plus courants tels que les vannes à bille, les vannes papillon, les vannes à vanne, les vannes à vanne et les vannes à membrane.

Le principe de fonctionnement de tous les types de vannes d'arrêt ci-dessus est à peu près le même. Tous ces dispositifs soit limitent le débit du fluide (air, liquides, vapeur, gaz, solides), soit le bloquent complètement. La seule différence réside dans les éléments de conception des types de vannes d'arrêt (à membrane, disque, bille) à l'aide desquelles le débit est bloqué.

Le robinet à tournant sphérique est l'un des éléments les plus fiables des vannes d'arrêt. Les vannes de ce type offrent une très bonne possibilité d'arrêter complètement le débit si l'élément d'arrêt est tourné d'un quart de tour (90°). Les avantages du robinet à tournant sphérique incluent également un faible temps de fermeture et une faible probabilité de fuite en cas d'usure du joint.

Les robinets à tournant sphérique peuvent être divisés en passage partiel et passage complet. Une vanne à passage partiel à l'état ouvert a un diamètre de passage inférieur au diamètre de la canalisation, une vanne à passage intégral a un diamètre de passage égal au diamètre de la canalisation. Un robinet à tournant sphérique à passage intégral est plus efficace car... permet de minimiser la chute de pression à travers la vanne.

Les robinets à tournant sphérique ne sont recommandés que pour une utilisation en position complètement ouverte ou complètement fermée. Ils ne sont pas conçus pour un contrôle précis du débit, ni pour fonctionner en position partiellement ouverte, car cela créerait une pression excessive sur une partie du boîtier, ce qui pourrait entraîner sa déformation. La déformation du boîtier entraîne des fuites et des pannes.

En position "ouverte"
Étape 1
Étape 2
En position "fermée"

Une vanne papillon régule le débit à l'aide d'un élément spécial - un disque monté sur un arbre et tournant autour de son axe. Tout comme une vanne à bille, une vanne papillon est capable de se fermer en un temps assez court, puisque le disque fait la même rotation de 90°, c'est pourquoi cette vanne est aussi appelée quart de tour.

Selon la position du disque et de l'arbre par rapport au corps, les vannes papillon peuvent être à trois ou deux excentriques. Une vanne à excentricité décalée signifie que l'axe du disque est décalé par rapport à l'axe géométrique du corps, ce qui assure un ajustement plus serré du disque au joint de la vanne, et élimine donc les fuites.

Les vannes papillon se caractérisent par leur simplicité de conception, leur légèreté et leurs dimensions compactes. Mais les matériaux utilisés dans la fabrication des vannes peuvent limiter leur utilisation à des températures très élevées ou dans des environnements extrêmement agressifs. Cela concerne principalement les joints de valve en matériaux polymères.

En position "ouverte"
Étape 1
Étape 2
En position "Fermé"

La vanne d'arrêt et de régulation convient à une utilisation dans diverses installations de traitement, à l'exception de canalisations de grand diamètre, pour contrôler et réguler le débit du fluide.

Le principe de fonctionnement des vannes n'est pas très différent du principe de fonctionnement des autres vannes d'arrêt et de régulation. Les avantages de ces vannes sont que la course de la vanne est courte pour une ouverture complète ; par conséquent, une telle vanne a généralement de petites dimensions et un poids acceptable. La vanne présente également une étanchéité élevée et aucune friction entre le joint de vanne et le siège, ce qui réduit considérablement leur usure.

Les inconvénients de ce type de vannes sont une forte résistance hydraulique et, par conséquent, des pertes d'énergie importantes, une limitation du diamètre maximum des canalisations sur lesquelles elles peuvent être installées, ainsi que l'existence de zones stagnantes (dues à la croix interne en forme de S -section) où les impuretés peuvent s'accumuler et les déchets.

En position "ouverte"
Étape 1
Étape 2
En position "fermée"

La conception d'un robinet-vanne ressemble à une écluse - le débit est régulé en le divisant à l'aide d'une plaque métallique - une vanne. Un robinet-vanne est l’un des dispositifs les plus simples pour réguler le débit.

Les robinets-vannes, selon la conception de l'élément de verrouillage, peuvent être de type plaquette, double face ou à couteau.

Les avantages d'un robinet-vanne incluent le fait que ce type de vanne, lorsqu'elle est ouverte, ne contient aucun élément gênant l'écoulement.

En position "ouverte"
Étape 1
Étape 2
En position "fermée"

Les vannes à membrane utilisent une membrane flexible (diaphragme) comme élément d'arrêt, une méthode de « pincement » pour arrêter le débit de la vanne à l'aide de la membrane flexible.

L'un des avantages d'une vanne à membrane est que les composants de la vanne elle-même sont séparés du débit du fluide, ce qui, dans le cas de fluides agressifs, augmente la durée de vie de la vanne, sous réserve d'un entretien régulier et d'un remplacement rapide de la membrane.

Ces types de vannes ne sont généralement pas adaptées aux environnements agressifs et aux environnements à températures élevées ; elles sont principalement utilisées pour les systèmes de plomberie.

Ci-dessous une vidéo qui montre clairement le principe de fonctionnement d'une vanne papillon à trois excentriques

Vanne de commande de siège (linéaire)— réalisé sur la base d'un clapet à siège. La régulation s'effectue en modifiant la zone d'écoulement entre la vanne et le siège. Ce type de vanne de régulation est dite linéaire car elle est commandée par des actionneurs électriques avec un mouvement progressif de la tige. La conception universelle de la vanne de régulation vous permet de créer presque toutes les caractéristiques de débit grâce à des modifications de la vanne et du siège, et les excellentes caractéristiques de contrôle et la conception simple de la vanne de régulation avec vanne à siège ont contribué à son utilisation généralisée dans les systèmes d'ingénierie du bâtiment. Le seul inconvénient des vannes linéaires est la forme complexe de la partie débit, qui ne convient pas à une utilisation avec des fluides visqueux.

Vanne de commande à bille (rotative)— réalisé sur la base d'un robinet à bille. La régulation s'effectue en modifiant la zone d'écoulement en faisant tourner la bille autour d'un axe perpendiculaire à la direction de l'écoulement de l'eau. La section d'écoulement de la balle peut être ronde ou d'une autre forme. Les vannes de régulation rotatives de ce type sont appelées car elles sont contrôlées par des actionneurs à rotation radiale de la tige. Les vannes de régulation à bille sont utilisées conjointement avec des actionneurs rotatifs à force de fermeture élevée et sont contrôlées par le mouvement radial de la tige. Les inconvénients des vannes de régulation à bille sont la nécessité d'utiliser des entraînements électriques coûteux avec une force de fermeture élevée et la difficulté de créer une caractéristique de débit linéaire ou à pourcentage égal - par conséquent, une faible précision de contrôle. Les avantages incluent la forme simple de la partie d'écoulement, adaptée à une utilisation avec des fluides de travail visqueux.

Selon la présence d'une fonction de protection, les vannes de régulation sont divisées en :

• Normalement ouvert : lorsque l'alimentation est coupée, la zone d'écoulement est ouverte.
• Normalement fermés - lorsque l'alimentation est coupée, ils bloquent le flux.
• Sans fonction de protection - lorsque l'alimentation est coupée, l'entraînement électrique s'arrête.