Les vannes papillon et les vannes à vanne sont deux types de vannes couramment utilisées dans les applications industrielles et municipales de conservation de l'eau.Ils présentent des différences évidentes dans leur structure, leur fonction et leur application.Cet article abordera en détail les différences entre les vannes papillon et les vannes à vanne sous les aspects de principe, de composition, de coût, de durabilité, de régulation du débit, d'installation et de maintenance.
1. Principe
Principe de la vanne papillon
La plus grande caractéristique devanne papillonest sa structure simple et sa conception compacte.Son principe de fonctionnement est que la plaque papillon circulaire tourne autour de la tige de valve comme axe central pour contrôler le débit de fluide.La plaque à soupapes est comme un point de contrôle et ce n'est qu'avec le consentement de la plaque papillon qu'elle peut passer.Lorsque la plaque papillon est parallèle à la direction d’écoulement du fluide, la vanne est complètement ouverte ;lorsque la plaque papillon est perpendiculaire à la direction d'écoulement du fluide, la vanne est complètement fermée.Le temps d'ouverture et de fermeture de la vanne papillon est très court, car elle n'a besoin que de 90 degrés de rotation pour terminer l'opération d'ouverture ou de fermeture complète.C'est aussi la raison pour laquelle il s'agit d'une vanne rotative et d'une vanne quart de tour.
Principe du robinet-vanne
La plaque à soupapes duvanne à vannese déplace de haut en bas verticalement par rapport au corps de la vanne.Lorsque la vanne est complètement relevée, la cavité intérieure du corps de la vanne est complètement ouverte et le fluide peut passer sans entrave ;lorsque le portail est complètement abaissé, le fluide est complètement bloqué.La conception du robinet-vanne fait qu'il n'a presque aucune résistance à l'écoulement lorsqu'il est complètement ouvert, il convient donc aux applications nécessitant une ouverture ou une fermeture complète.Il convient de souligner ici que le robinet-vanne est adapté à une ouverture et une fermeture complètes !Cependant, le robinet-vanne a une vitesse de réponse lente, c'est-à-dire que le temps d'ouverture et de fermeture est plus long, car il faut plusieurs tours pour faire tourner le volant ou l'engrenage à vis sans fin pour s'ouvrir et se fermer complètement.
2.Composition
Composition de la vanne papillon
Comme mentionné ci-dessus, la structure de la vanne papillon est relativement simple, comprenant les principaux composants tels que le corps de vanne, la plaque de vanne, l'arbre de vanne, le siège de vanne et l'entraînement.Comme le montre la figure ci-dessous.
Corps de soupape:
Le corps de la vanne papillon est cylindrique et comporte un canal vertical à l'intérieur.Le corps de la vanne peut être constitué de différents matériaux, tels que la fonte, la fonte ductile, l'acier inoxydable, l'acier au carbone, le bronze d'aluminium, etc. Bien entendu, le choix du matériau dépend de l'environnement d'utilisation de la vanne papillon et de la nature du moyen.
Plaque de soupape :
La plaque de soupape est la partie d'ouverture et de fermeture en forme de disque mentionnée ci-dessus, qui a une forme similaire à celle d'un disque.Le matériau de la plaque de vanne est généralement le même que celui du corps de vanne, ou supérieur à celui du corps de vanne, car la vanne papillon est en contact direct avec le fluide, contrairement à la vanne papillon centrale où le corps de vanne est directement séparé du fluide par un siège de soupape.Certains supports spéciaux doivent améliorer la résistance à l’usure, la résistance à la corrosion et la résistance aux températures élevées.
Tige de valve :
La tige de soupape relie la plaque de soupape et l'entraînement et est responsable de la transmission du couple pour faire tourner la plaque de soupape.La tige de valve est généralement en acier inoxydable 420 ou en d'autres matériaux à haute résistance pour garantir sa résistance et sa durabilité suffisantes.
Siège de soupape:
Le siège de vanne est doublé dans la cavité interne du corps de vanne et entre en contact avec la plaque de vanne pour former un joint afin de garantir que le fluide ne fuit pas lorsque la vanne est fermée.Il existe deux types de scellement : le joint souple et le joint dur.Le joint souple a de meilleures performances d’étanchéité.Les matériaux couramment utilisés comprennent le caoutchouc, le PTFE, etc., qui sont couramment utilisés dans les vannes papillon à ligne centrale.Les joints durs conviennent aux environnements à haute température et haute pression.Les matériaux couramment utilisés incluent SS304+Flexible Graphite, etc., qui sont courants dansvannes papillon triple excentrique.
Actionneur:
L'actionneur est utilisé pour entraîner la tige de vanne en rotation.Les formes couramment utilisées sont manuelles, électriques, pneumatiques ou hydrauliques.Les actionneurs manuels sont généralement actionnés par des poignées ou des engrenages, tandis que les actionneurs électriques, pneumatiques et hydrauliques peuvent réaliser un contrôle à distance et un fonctionnement automatisé.
Composition des vannes
La structure du robinet-vanne est relativement complexe.En plus du corps de vanne, de la plaque de vanne, de l'arbre de vanne, du siège de vanne et de l'entraînement, il existe également une garniture, un couvercle de vanne, etc. (voir la figure ci-dessous)
Corps de soupape:
Le corps du robinet-vanne est généralement en forme de tonneau ou de coin, avec un canal droit à l'intérieur.Le matériau du corps de la vanne est principalement de la fonte, de l'acier moulé, de l'acier inoxydable, du laiton, etc. De même, le matériau approprié doit être sélectionné en fonction des conditions d'utilisation.
Couvercle de soupape :
Le couvercle de soupape est relié au corps de soupape pour former une cavité de soupape fermée.Il y a généralement une boîte à garniture sur le couvercle de soupape pour installer la garniture et sceller la tige de soupape.
Vanne + siège de vanne :
La vanne est la partie d'ouverture et de fermeture du robinet-vanne, généralement en forme de coin.Le portail peut être un portail simple ou une structure à double portail.Le robinet-vanne que nous utilisons couramment est un robinet simple.Le matériau du robinet-vanne élastique est du GGG50 recouvert de caoutchouc, et le matériau du robinet-vanne à joint dur est le matériau du corps + laiton ou acier inoxydable.
Tige de valve :
La tige de vanne relie la vanne et l'actionneur et déplace la vanne de haut en bas via une transmission filetée.Le matériau de la tige de vanne est généralement constitué de matériaux à haute résistance tels que l'acier inoxydable ou l'acier au carbone.Selon le mouvement de la tige de la vanne, les vannes peuvent être divisées en vannes à tige montante et en vannes à tige non montante.Le filetage de la tige de vanne du robinet-vanne à tige montante est situé à l'extérieur du corps de la vanne, et l'état ouvert et fermé est clairement visible ;le filetage de la tige de vanne du robinet-vanne à tige non montante est situé à l'intérieur du corps de vanne, la structure est relativement compacte et l'espace d'installation est plus petit que celui du robinet-vanne à tige montante.
Emballage:
La garniture est située dans la boîte à garniture du couvercle de soupape, qui est utilisée pour sceller l'espace entre la tige de soupape et le couvercle de soupape afin d'éviter les fuites de fluide.Les matériaux de garniture courants comprennent le graphite, le PTFE, l'amiante, etc. La garniture est comprimée par le presse-étoupe pour garantir les performances d'étanchéité.
Actionneur:
• Le volant est l'actionneur manuel le plus courant, qui entraîne la transmission du filetage de la tige de vanne en faisant tourner le volant pour déplacer la vanne de haut en bas.Pour les vannes de grand diamètre ou à haute pression, des actionneurs électriques, pneumatiques ou hydrauliques sont souvent utilisés pour réduire la force de fonctionnement et accélérer la vitesse d'ouverture et de fermeture.Bien sûr, c'est un autre sujet.Si vous êtes intéressé, veuillez consulter l'articleCombien de tours pour fermer une vanne papillon?Le temps qu'il faut?
3. Coût
Coût de la vanne papillon
Les vannes papillon sont généralement moins chères que les vannes à vanne.En effet, les vannes papillon ont une structure courte, nécessitent moins de matériaux et ont un processus de fabrication relativement simple.De plus, les vannes papillon sont plus légères, ce qui réduit également les coûts de transport et d'installation.L’avantage en termes de coût des vannes papillon est particulièrement évident dans les canalisations de grand diamètre.
Coût du robinet-vanne
Le coût de fabrication des vannes à vanne est généralement plus élevé, en particulier pour les applications à grand diamètre ou à haute pression.La structure des vannes est complexe et la précision d'usinage des plaques de vanne et des sièges de vanne est élevée, ce qui nécessite plus de processus et de temps pendant le processus de fabrication.De plus, les vannes sont plus lourdes, ce qui augmente les coûts de transport et d'installation.
Comme le montre le dessin ci-dessus, pour le même DN100, le robinet-vanne est beaucoup plus grand que le robinet papillon.
4. Durabilité
Durabilité de la vanne papillon
La durabilité des vannes papillon dépend des matériaux de leur siège de vanne et de leur corps de vanne.En particulier, les matériaux d'étanchéité des vannes papillon à joint souple sont généralement constitués de caoutchouc, de PTFE ou d'autres matériaux flexibles, qui peuvent s'user ou vieillir lors d'une utilisation à long terme.Bien entendu, les matériaux d'étanchéité des vannes papillon à étanchéité dure sont constitués de matériaux synthétiques hautes performances ou de joints métalliques, de sorte que la durabilité a été considérablement améliorée.
En général, les vannes papillon ont une bonne durabilité dans les systèmes basse et moyenne pression, mais les performances d'étanchéité peuvent être réduites dans les environnements haute pression et haute température.
Il convient également de mentionner que les vannes papillon peuvent isoler le fluide en enveloppant le corps de vanne avec le siège de vanne pour empêcher la corrosion du corps de vanne.Dans le même temps, la plaque de soupape peut être entièrement encapsulée avec du caoutchouc et entièrement doublée de fluor, ce qui améliore considérablement sa durabilité face aux fluides corrosifs.
Durabilité des vannes
La conception du joint de siège élastique des vannes à vanne est confrontée au même problème que les vannes papillon, à savoir l'usure et le vieillissement pendant l'utilisation.Cependant, les vannes à étanchéité dure fonctionnent bien dans les environnements à haute pression et à haute température.Étant donné que la surface d'étanchéité métal sur métal du robinet-vanne présente une résistance élevée à l'usure et à la corrosion, sa durée de vie est généralement plus longue.
Cependant, la porte du robinet-vanne est facilement bloquée par les impuretés présentes dans le fluide, ce qui peut également affecter sa durabilité.
De plus, son aspect et sa structure font qu'il est difficile de réaliser un revêtement complet, donc pour un même milieu corrosif, qu'il soit entièrement métallique ou entièrement doublé, son prix est bien supérieur à celui du robinet-vanne.
5. Régulation du débit
Régulation du débit de la vanne papillon
La vanne papillon à trois excentriques peut ajuster le débit à différentes ouvertures, mais sa courbe caractéristique de débit est relativement non linéaire, en particulier lorsque la vanne est presque complètement ouverte, le débit change considérablement.Par conséquent, la vanne papillon ne convient qu'aux scènes nécessitant de faibles exigences de précision de réglage, sinon une vanne à bille peut être sélectionnée.
Régulation du débit du robinet-vanne
Le robinet-vanne est conçu pour être plus adapté aux opérations d'ouverture ou de fermeture complète, mais pas pour réguler le débit.À l'état partiellement ouvert, la vanne provoquera des turbulences et des vibrations du fluide, ce qui risque d'endommager facilement le siège et la vanne de la vanne.
6.Installation
Installation de vanne papillon
L'installation d'une vanne papillon est relativement simple.Il est léger et ne nécessite donc pas trop de soutien lors de l'installation ;sa structure est compacte, elle est donc particulièrement adaptée aux occasions avec un espace limité.
La vanne papillon peut être installée sur des tuyaux dans n'importe quelle direction (horizontale ou verticale) et il n'y a aucune exigence stricte concernant le sens d'écoulement dans le tuyau.Il est à noter que dans les applications haute pression ou de grand diamètre, la plaque papillon doit être en position complètement ouverte lors de l'installation pour éviter d'endommager le joint.
Installation de robinets-vannes
L'installation de robinets-vannes est plus compliquée, en particulier les robinets-vannes de grand diamètre et à étanchéité dure.En raison du poids important des robinets-vannes, des mesures de support et de fixation supplémentaires sont nécessaires lors de l'installation pour assurer la stabilité du robinet et la sécurité de l'installateur.
Les robinets-vannes sont généralement installés sur des tuyaux horizontaux et le sens d'écoulement du fluide doit être pris en compte pour garantir une installation correcte.De plus, la course d'ouverture et de fermeture des robinets-vannes est longue, en particulier pour les robinets-vannes à tige montante, et un espace suffisant doit être réservé pour actionner le volant.
7. Entretien et maintenance
Entretien des vannes papillon
Les vannes papillon comportent moins de pièces et sont faciles à démonter et à assembler, elles sont donc plus faciles à entretenir.Lors de l'entretien quotidien, le vieillissement et l'usure de la plaque de soupape et du siège de soupape sont principalement vérifiés.Si la bague d'étanchéité s'avère très usée, elle doit être remplacée à temps.Par conséquent, nous recommandons aux clients d’acheter des vannes papillon à dos souple remplaçables.Si la planéité de la surface et la finition de la plaque de soupape sont difficiles à obtenir un bon effet d'étanchéité, elle doit également être remplacée.
À cela s’ajoute la lubrification de la tige de valve.Une bonne lubrification contribue à la flexibilité et à la durabilité du fonctionnement de la vanne papillon.
Entretien des vannes
Les robinets-vannes comportent de nombreuses pièces et sont difficiles à démonter et à assembler, en particulier dans les grands systèmes de canalisations, où la charge de travail de maintenance est importante.Lors de la maintenance, une attention particulière doit être portée à ce que la vanne soit levée et abaissée en douceur et à la présence de corps étrangers dans la rainure du corps de la vanne.
Si la surface de contact du siège de soupape et de la vanne est rayée ou usée, elle doit être polie ou remplacée.Bien entendu, la lubrification de la tige de valve est également nécessaire.
Il convient d'accorder plus d'attention à l'entretien de la garniture qu'à celui de la vanne papillon.La garniture du robinet-vanne est utilisée pour sceller l'espace entre la tige de la vanne et le corps de la vanne afin d'empêcher le fluide de s'échapper.Le vieillissement et l’usure de la garniture sont des problèmes courants des vannes à vanne.Lors de la maintenance, il est nécessaire de vérifier régulièrement l'étanchéité de la garniture et de l'ajuster ou de la remplacer si nécessaire.
8. Conclusion
En résumé, les vannes papillon et les robinets-vannes ont leurs propres avantages et inconvénients en termes de performances, de coût, de durabilité, de régulation de débit et d'installation :
1. Principe : Les vannes papillon ont des vitesses d'ouverture et de fermeture rapides et conviennent aux occasions d'ouverture et de fermeture rapides ;les robinets-vannes ont des temps d'ouverture et de fermeture longs.
2. Composition : Les vannes papillon ont une structure simple et les vannes ont une composition complexe.
3. Coût : Les vannes papillon ont un coût inférieur, en particulier pour les applications de grand diamètre ;les robinets-vannes ont un coût plus élevé, en particulier pour les exigences de haute pression ou de matériaux spéciaux.
4. Durabilité : les vannes papillon ont une meilleure durabilité dans les systèmes basse et moyenne pression ;Les robinets-vannes fonctionnent bien dans les environnements à haute pression et à haute température, mais des ouvertures et fermetures fréquentes peuvent affecter leur durée de vie.
5. Régulation du débit : Les vannes papillon conviennent au contrôle du débit approximatif ;les vannes à vanne sont plus adaptées aux opérations complètement ouvertes ou complètement fermées.
6. Installation : Les vannes papillon sont faciles à installer et s’appliquent aux canalisations horizontales et verticales ;les robinets-vannes sont complexes à installer et conviennent à l’installation de canalisations horizontales.
7. Entretien : L'entretien des vannes papillon se concentre sur l'usure et le vieillissement de la plaque de soupape et du siège de soupape, ainsi que sur la lubrification de la tige de soupape.En plus de cela, le robinet-vanne doit également maintenir la garniture.
Dans les applications pratiques, la sélection de vannes papillon ou de vannes à vanne doit être soigneusement étudiée en fonction des conditions et exigences de travail spécifiques afin de garantir les meilleures performances et économies.