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Types de vannes de réglage

Robinet à soupape

Coefficient de débit
des vannes à soupape
inch/mm CvKv
½" / 12,5 54
¾" / 19 76
1" / 25 1311
1"½ / 40 2522
2" / 50 4540
3" / 80 10086
4" / 100 185160
6" / 150 440380
8" / 200 800690
10" / 250 13001120
12" / 300 19001640
Les vannes peuvent être équipées d'un clapet de section réduite donnant un Cv à 40% de la valeur normale


Ces vannes peuvent aussi bien être utilisées comme vanne d'arrêt que comme vanne manuelle de réglage. A pleine ouverture elle occasionnent une perte de charge supérieure aux vannes à passage direct. Leur effet sur le réglage de débit ou de pression est très important au début de l'ouverture et plus faible ensuite.

Elles sont disponibles sous différentes formes: droite, en angle, en Y, ...
On préfèrera que le procédé en pression soit coté opposé à la tige pour soulager le travail de l'étanchéïté.
Si le procédé est à température élevée, on préfèrera le placer coté tige pour la maintenir en température même vanne fermée. Lors de son refroidissement, en se contractant, elle tendrait à soulever l'obturateur.

Vanne à opercule

Coefficient de débit des
vannes à opercule
inch/mm CvKv
1"½ / 40 165140
2" / 50 300260
3" / 80 700600
4" / 100 12001030
6" / 150 30002600
8" / 200 55004700
10" / 250 90007700
12" / 300 1350011600
16" / 4002150018500
20" / 5003500030000
24" / 6005200045000


Vanne à opercule
Ces vannes sont généralement utilisées en vanne d'arrêt quand un passage direct est recherché.
L'obturation est assuré par un disque se déplaçant perpendiculairement au flux. En position ouverte, l'opercule vient se loger dans la tête de la vanne.
Elles offrent une bonne étanchéïté en position fermée, une faible perte de charge en position ouverte et sont utilisables dans les deux directions.
Par contre elles sont longues à manoeuvrer, sont peu adaptées aux réglages fins et peuvent vibrer en position ouverte.
Cependant il est toujours possible de les utiliser pour un réglage manuel.
Evolution du Cv vs ouverture d'une vanne à opercule

Vanne papillon

Coefficient de débit
 des vannes papillon
inch/mm CvKv
1"½ / 40 70
60
2" / 50 90
80
3" / 80 320
275
4" / 100 580
500
6" / 150 1400
1200
8" / 200 2900
2500
10" / 250 4600
4000
12" / 300 6500
5600
16" / 400 8500
7300
20" / 500 1200010300
24" / 600 2000017200
FL= 0,65

Les vannes papillon sont constituées d'un disque pouvant tourner autour d'un axe plus ou moins confondu avec le diamètre du disque. Les modèles les plus sophistiqués ont un axe excentré permettant au disque de venir se poser sur une portée de joint et ainsi améliorer son étanchéïté. Le principal avantage des vannes papillon est leur faible encombrement en épaisseur, particulièrement intéressant pour les grands diamètres.
Les vannes papillon peuvent être utilisées pour des réglages. Cependant leur courbe caractéristique conduit à d'importantes variations de gain sur l'ensemble de la plage d'ouverture dont il faudra tenir compte si la vanne est incluse dans une boucle de régulation automatisée.

Evolution du Cv d'une vanne à papillonEvolution du gain d'une vanne papillon

Vanne à tournant sphèrique

Coefficient de débit
 des vannes à tournant
 sphèrique (full bore)
inch/mm CvKv
¾" / 19 5040
1" / 25 115100
1"½ / 40 300260
2" / 50 480410
3" / 80 12001000
4" / 100 23002000
6" / 150 55004700
8" / 200 100008600
10" / 250 1800015500
12" / 300 2700023000
16" / 400 4400038000
Les vannes peuvent être équipées d'un orifice de section réduite donnant un Cv à 20% de la valeur ci-dessus
Vanne à tournant sphérique
Aussi appelées "vanne à boule" elles sont habituellement utilisées en vanne d'arrêt quart de tour. Leurs avantages sont:
 - une section de passage qui peut être égale à la section de la tuyauterie et sans obstacle à l'écoulement (passage intégral)
 - une excellente étanchéïté en position fermée
 - une manœuvre rapide (1/4 de tour)
En version standard elles se prêtent mal au réglage de débit ou de pression. Seuls 1/3 du mouvement de l'obturateur est utilisable pour ajuster un débit avec une chute très rapide de la capacité dans les 30 premiers degrés de rotation.
Courbe vanne à boule
Cependant certains constructeurs ont développé des versions élaborées dans lesquelles la section de passage n'est pas circulaire, mais a une forme permettant une plus grande progressivité de la variation de débit avec l'angle de l'orifice. Dans ces versions élaborées elles ne sont plus à passage intégral.

Vanne à tournant conique

Valeurs usuelles de Cv
 des vannes à tournant
 conique
inch/mm Section de passage
(cm²)
CvKv
1" / 25 5,53732
2" / 50 10150130
3" / 80 48320275
4" / 100 82570500
6" / 150 15912001000
8" / 200 27320001700
10" / 250 43132002700
12" / 300 62648004100
16" / 400 101980006900
20" / 50015501250010700
24" / 60022701800015500

Vanne à tournant cônique


Evolution du Cv d'une vanne à tournant conique

Vanne à clapet simple

Coefficient de débit
 des vannes à clapet
inch/mm CvKv
½" / 12,5
¾" / 19
1" / 25

1"½ / 40
2" / 50
3" / 80
4" / 100
6" / 150
8" / 200
10" / 250
12" / 300
16" / 400
20" / 500
24" / 600
FL= 0,90
Vanne à clapet simple
Elles font l'objet d'une vaste gamme de production pour des applications les plus variées:
 - à passage droit, en équerre, trois voies, ...
 - pour des services cryogénique, de liquide flashant, de désurchauffe de vapeur, ...
Elles peuvent être équipées de clapets et/ou de cages aux formes variées permettant d'ajuster la courbe de variation de débit/Cv aux besoins les plus variés.



Vanne à clapet double

Vanne à clapet double
Permet pour un même diamètre de raccordement une capacité quasiment double de celui d'une vanne à clapet simple.
De plus l'effet de la pression sur les clapets s'annule et autorise donc un actionneur (servomoteur) de faible puissance.

Vanne à cage

Clapet cage
De conception proche des vannes à clapet, ici la cage aussi bien que le clapet contribue au réglage du débit. Les cages peuvent avoir des formes très variées permettant de produire toutes formes de courbes caractéristiques. Elles permettent d'effectuer la détente en plusieurs étages, utile pour résoudre des problèmes de bruit ou de cavitation.

Vanne à clapet rotatif excentré

Coefficient de débit
 des vannes à clapet rotatif excentré
inch/mm CvKv
1" / 25 15
13
1"½ / 40 30
25
2" / 50 50
40
3" / 80 135
115
4" / 100 230
200
6" / 150 500
430
8" / 200 850
700
10" / 250 1300
1100
12" / 300 1750
1500
Peuvent être équipées de clapet de section réduite à 70, 40 ou 20% du nominal
FL= 0.90 (sens clapet-->arbre)
FL= 0.70 (sens arbre-->clapet)
Vanne à secteur sphèrique
Ce type de vanne permet un domaine d'utilisation plus étendu que d'autres technologies telles que les vannes à clapet ou les vannes papillon.
La différence de pression ne s'oppose pas directement au mouvement du clapet, ce qui autorise des actionneurs de relative faible puissance.
Elle peut être utilisée dans les deux sens de circulation du fluide; dans le sens clapet-->arbre le fluide tend à ouvrir la vanne, tandis que dans le sens arbre-->clapet le fluide tend à la fermer.
La courbe caractéristique est assez linéaire sur la variation de débit et le gain sur le débit est assez constant sur toute la course.
Courbe de débit et pression d'une vanne rotative excentréeCourbe de gain d'une vanne à clapet rotatif excentré




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